What is a subnet mask

همان طور که در مقاله کلاس های ای پی با انواع مختلف کلاس های IP و تفاوت ان ها با یکدیگر اشنا شدید فهمیدیم که هر IP با توجه به کلاس ای پی خود به دو بخش متفاوت به نام های Network ID و Host ID تقسیم بندی میگردد. حال بهتر است بدانید که چگونه میتوانید Octet های ثابت یک ای پی را یا به اصطلاح نتورک ID یک ادرس را از هاست ای دی ان تشخیص داد. برای پاسخ به این سوال باید شما را با Subnet mask اشنا سازیم.

در پاسخ به سوال سابنت مسک چیست،، در ابتدا باید با کلاس‌های Decimal آشنا شوید.

Subnet mask در واقع وظیفه تفکیک دو قسمت هاست و نتورک را از یکدیگر دارد و تمایز بین این دو بخش را ایجاد می نماید. ساب نت مسک یک رشته 32 بیتی میباشد که از چپ به راست دارای بیت های صفر و یک میباشد.بیت هایی که با ارزش “1” نمایش داده میشوند نتورک، و بیت هایی که با ارزش “0” نمایش داده میشوند هاست هستند. برای مثال در ای پی کلاس A که اکتت اول نتورک و 3 اکتت بعدی هاست هستند، نت مسک در نمایش Binary به صورت زیر است :

11111111 00000000 00000000 00000000

ساب نت مسک در نمایش Decimal برای این کلاس به شکل زیر است :

255.0.0.0

همانطور که متوجه شدید به زبان ساده تر به جای هر Octet ثابت و یا به عبارتی به جای هر Network ID عدد 255 قرار میگیرد. پس برای مثال با مشاهده Subnet mask با اعداد 255.255.255.0 به راحتی میتوان پی به این مطلب برد که ای پی کلاس C میباشد و 3 بخش اول ان ثابت بوده و نتورک نام دارد و بخش اخر متغیر است و هاست نامیده میشود.در جدول زیر Subnet mask ها را در 3 کلاس A ,B ,C مشاهده میکنید:

همچنین دقت داشته باشید که با توجه به این که هر اکتت 8 بیت میباشد نت مسک برای کلاس A به صورت 8/ برای کلاس B به صورت 16/ و برای کلاس C به صورت 24/ نمایش داده میشود (این اعداداز جمع بیت های Network به دست امدند)

هر دستگاه دارای یک آدرس IP با دو قسمت است: آدرس کاربر یا میزبان و آدرس سرور یا شبکه. آدرس های IP یا توسط سرور DHCP پیکربندی می شوند یا به صورت دستی پیکربندی می شوند (آدرس های IP ثابت). subnet mask آدرس IP را به آدرس های میزبان و شبکه تقسیم می کند و به این ترتیب مشخص می کند که کدام قسمت از آدرس IP متعلق به دستگاه و کدام قسمت متعلق به شبکه است.

دستگاهی به نام Gateway یا Default Gateway دستگاه های محلی را به شبکه های دیگر متصل می کند. این بدان معناست که وقتی یک دستگاه محلی می خواهد اطلاعاتی را به دستگاهی در یک آدرس IP در شبکه دیگری ارسال کند، ابتدا بسته های خود را به Gateway می فرستد و سپس داده ها را به مقصد خارج از شبکه محلی ارسال می کند.

Subnet Mask چیست؟

سابنت مسک یک عدد 32 بیتی است که با تنظیم بیت های میزبان روی 0 و تنظیم بیت های شبکه روی 1 ایجاد می شود. به این ترتیب، Subnet mask آدرس IP را به آدرس های شبکه و میزبان جدا می کند. آدرس آیپی “255” همیشه به یک آدرس پخش و آدرس “0” همیشه به یک آدرس شبکه اختصاص داده می شود. هیچ کدام را نمی توان به هاست ها اختصاص داد، زیرا آنها برای این اهداف خاص رزرو شده اند. آدرس IP، مربوطه به Subnet mask و Gateway یا مسیریاب یک ساختار زیربنایی – پروتکل اینترنت – را تشکیل می‌دهند که بیشتر شبکه‌ها از آن برای تسهیل ارتباطات بین دستگاهی استفاده می‌کنند.

یک آدرس IP 32 بیتی به طور منحصر به فرد یک دستگاه را در یک شبکه IP شناسایی می کند. 32 بیت باینری توسط Subnet به بخش میزبان و شبکه تقسیم می شوند، اما آنها به چهار هشت بیت 8 بیتی نیز تقسیم می شوند.از آنجایی که باینری چالش برانگیز است، ما هر اکتت را تبدیل می کنیم تا به صورت اعشاری نقطه ای بیان شوند. این منجر به فرمت اعشاری نقطه‌دار مشخصه برای آدرس‌های IP می‌شود – به عنوان مثال، 172.16.254.1. محدوده مقادیر در اعشار از 0 تا 255 است زیرا نشان دهنده 00000000 تا 11111111 در باینری است.

کلاس های آدرس IP و Subnet Mask

از آنجایی که اینترنت باید شبکه‌هایی با هر اندازه را در خود جای دهد، یک طرح آدرس‌دهی برای طیف وسیعی از شبکه‌ها بر اساس نحوه شکسته شدن اکتت‌ها در یک آدرس IP وجود دارد. شما می توانید بر اساس سه بیت مرتبه بالا یا سمت چپ در هر آدرس IP معین، تعیین کنید که آدرس در کدام یک از پنج کلاس مختلف شبکه، A تا E قرار می گیرد.

(شبکه‌های کلاس D برای چندپخشی محفوظ هستند و شبکه‌های کلاس E در اینترنت استفاده نمی‌شوند زیرا برای تحقیق توسط گروه ویژه مهندسی اینترنت IETF محفوظ هستند.)

Subnet mask کلاس A بخش شبکه را در اولین اکتت منعکس می کند و اکتت های 2، 3 و 4 را برای مدیر شبکه می گذارد تا در صورت نیاز به هاست و زیر شبکه تقسیم شود. کلاس A برای شبکه هایی با بیش از 65536 هاست است.

یک زیرشبکه کلاس B دو اکتت اول را برای شبکه ادعا می کند و قسمت باقیمانده آدرس یعنی 16 بیت از octets 3 و 4 را برای قسمت زیر شبکه و میزبان باقی می گذارد. کلاس B برای شبکه هایی با 256 تا 65534 هاست است.

در Subnet mask کلاس C، بخش شبکه سه اکتت اول با میزبان ها و زیرشبکه ها فقط در 8 بیت باقی مانده از octet 4 است. کلاس C برای شبکه های کوچکتر با کمتر از 254 میزبان است. شبکه‌های کلاس A، B و C دارای ماسک‌های طبیعی یا زیرشبکه‌های پیش‌فرض هستند: کلاس A: 255.0.0.0

کلاس B: 255.255.0.0

کلاس C: 255.255.255.0

شما می توانید تعداد و نوع آدرس های IP مورد نیاز هر شبکه محلی را بر اساس Subnet mask پیش فرض آن تعیین کنید. نمونه ای از آدرس IP کلاس A و Subnet mask می تواند Subnet  پیش فرض کلاس A 255.0.0.0 و آدرس IP 10.20.12.2 باشد.

سابنت ماسک چگونه کار می‌کند؟

سابنت ماسک با استفاده از عملگر بیتی AND با یک آدرس آی‌پی ترکیب می‌شود. نتیجه این عملیات، شناسه شبکه را مشخص می‌کند. در سابنت ماسک، بیت‌های مربوط به شناسه شبکه با عدد ۱ و بیت‌های مربوط به شناسه هاست با عدد ۰ مشخص می‌شوند. برای درک بهتر این موضوع، یک آدرس آی‌پی و سابنت ماسک را به صورت باینری (مبنای ۲) در نظر می‌گیریم:

• آدرس آی‌پی: ۱۰.۰.۰.۱ (۰A.۰۰.۰۰.۰۱)
• سابنت ماسک: ۲۵۵.۲۵۵.۲۵۵.۰ (FF.FF.FF.۰۰)

وقتی این دو عدد با هم AND می‌شوند، نتیجه ۱۰.۰.۰.۰ خواهد بود که شناسه شبکه است. به این ترتیب، هر آدرس آی‌پی که با ۱۰.۰.۰.۰ شروع شود، در این زیرشبکه قرار دارد.

چرا از سابنت ماسک استفاده می‌کنیم؟

استفاده از سابنت ماسک و تقسیم‌بندی شبکه به زیرشبکه‌های کوچکتر، مزایای متعددی دارد:

• مدیریت بهتر ترافیک شبکه: با تقسیم یک شبکه بزرگ، ترافیک برودکست (broadcast) در هر زیرشبکه محدود می‌شود. این کار باعث کاهش ترافیک غیرضروری و بهبود عملکرد کلی شبکه می‌شود. مثلا، یک پکت برودکست در یک زیرشبکه، تنها به دستگاه‌های همان زیرشبکه ارسال می‌شود و به کل شبکه فرستاده نخواهد شد.
• افزایش امنیت: با تقسیم شبکه به زیرشبکه‌ها، می‌توان قوانین امنیتی و کنترل دسترسی را به صورت دقیق‌تری اعمال کرد. مثلا، می‌توان دسترسی یک زیرشبکه خاص را به منابع مهم در شبکه محدود کرد.
• افزایش تعداد زیرشبکه‌ها: با استفاده از سابنتینگ (subnetting)، می‌توان یک آدرس شبکه کلاسیک (مثلا کلاس A، B، C) را به زیرشبکه‌های بیشتری تقسیم کرد و به این ترتیب تعداد شبکه‌های قابل استفاده را افزایش داد.

آدرس دهی شبکه

پیشوند استاندارد شبکه مدرن، که برای هر دو IPv6 و IPv4 استفاده می‌شود، نشان‌گذاری مسیریابی بین دامنه‌ای بدون کلاس (CIDR) است. آدرس‌های IPv4 نشان‌داده‌شده در نماد CIDR، ماسک‌های شبکه نامیده می‌شوند و تعداد بیت‌های موجود در پیشوند آدرس را پس از یک جداکننده اسلش (/) مشخص می‌کنند. این تنها فرمت مبتنی بر استاندارد در IPv6 برای نشان دادن پیشوندهای مسیریابی یا شبکه است. برای اختصاص یک آدرس IP به یک رابط شبکه از زمان ظهور CIDR، دو پارامتر وجود دارد: ماسک زیر شبکه و آدرس. زیرشبکه پیچیدگی مسیریابی را افزایش می دهد، زیرا باید یک ورودی جداگانه در جداول هر روتر متصل وجود داشته باشد تا هر زیر شبکه متصل محلی را نشان دهد. در پایان نیز netmask هر کلاس و تعداد ip های قابل استفاده را میتوانید در جدول زیر مشاهده بفرمایید.

برای راه‌اندازی یک شبکه کارآمد و مطمئن، داشتن سرور مجازی با منابع مناسب بسیار مهم است. اگر به دنبال یک سرویس با کیفیت و پشتیبانی قوی هستید، پیشنهاد می‌کنیم برای خرید VPS سرور.آی‌آر به صفحه اختصاصی ما مراجعه کنید تا بهترین پلن‌های سرور مجازی با قابلیت انتخاب لوکیشن و سیستم‌عامل دلخواه را مشاهده و سفارش دهید.

سابنتینگ و CIDR

سابنتینگ فرآیند تقسیم یک شبکه به زیرشبکه‌های کوچکتر است. این فرآیند با قرض گرفتن بیت از بخش هاست و اختصاص آن به بخش شبکه انجام می‌شود. CIDR یک روش آدرس‌دهی است که به جای استفاده از سابنت ماسک‌های پیش‌فرض، از یک «پیشوند شبکه» (network prefix) استفاده می‌کند. این پیشوند با یک اسلش (/) و عددی پس از آن مشخص می‌شود که تعداد بیت‌های بخش شبکه را نشان می‌دهد. مثلا، آدرس ۱۹۲.۱۶۸.۱.۰/۲۴ به این معنی است که ۲۴ بیت اول آدرس به شناسه شبکه اختصاص دارد و ۸ بیت باقی‌مانده برای شناسه هاست است. این روش انعطاف‌پذیری بیشتری را در آدرس‌دهی آی‌پی فراهم می‌کند و به بهینه‌سازی استفاده از فضای آدرس کمک می‌کند.

محاسبه subnet mask و تعداد هاست‌ها

یکی از جنبه‌های کلیدی در سابنتینگ، محاسبه تعداد زیرشبکه‌ها و تعداد هاست‌های قابل آدرس‌دهی در هر زیرشبکه است. این محاسبات به مدیران شبکه کمک می‌کند تا به صورت بهینه فضای آدرس آی‌پی خود را تقسیم‌بندی کنند.

• تعداد زیرشبکه‌ها: تعداد زیرشبکه‌ها با فرمول 2n محاسبه می‌شود که در آن $n$ تعداد بیت‌هایی است که از بخش هاست «قرض» گرفته شده و به بخش شبکه اضافه می‌شود. برای مثال، اگر در یک شبکه کلاس C با سابنت ماسک پیش‌فرض ۲۵۵.۲۵۵.۲۵۵.۰، دو بیت از بخش هاست را برای سابنتینگ قرض بگیریم، تعداد زیرشبکه‌های قابل ایجاد 22=4 خواهد بود.
• تعداد هاست‌های قابل استفاده در هر زیرشبکه: تعداد هاست‌های قابل آدرس‌دهی در هر زیرشبکه با فرمول 2m−2 محاسبه می‌شود که در آن $m$ تعداد بیت‌های باقی‌مانده در بخش هاست است. دو آدرس از هر زیرشبکه برای شناسه شبکه و آدرس برودکست (broadcast) رزرو می‌شوند و قابل استفاده برای هاست‌ها نیستند. برای مثال، اگر در همان شبکه کلاس C دو بیت را قرض گرفته باشیم، ۸ بیت اولیه بخش هاست به ۶ بیت کاهش می‌یابد. بنابراین، تعداد هاست‌های قابل استفاده در هر زیرشبکه 26−2=64−2=62 خواهد بود.

پیدا کردن سابنت ماسک از روی نشانی ip

برای پیدا کردن سابنت ماسک یک آدرس IP، ابتدا باید کلاس آن آدرس را تشخیص دهید. این کار با بررسی اولین اکتت (بخش) آدرس انجام می‌شود. هر کلاس (A، B، C) یک سابنت ماسک پیش‌فرض دارد. مثلا، آدرس‌هایی که با ۱۹۲ شروع می‌شوند، در کلاس C قرار می‌گیرند و سابنت ماسک پیش‌فرض آن‌ها ۲۵۵.۲۵۵.۲۵۵.۰ است. این روش ساده‌ترین راه برای تعیین سابنت ماسک در شبکه‌هایی است که از سابنتینگ خاصی استفاده نکرده‌اند.

چگونه subnet mask را پیدا کنیم

به طور کلی، برای یافتن سابنت ماسک دو راه اصلی وجود دارد. راه اول، تشخیص کلاس آدرس IP و استفاده از سابنت ماسک پیش‌فرض آن است. راه دوم و معمول‌تر، استفاده از فرمت CIDR است که در آن، عدد پس از اسلش به شما می‌گوید چند بیت از آدرس به شبکه اختصاص یافته است. سپس با تبدیل این بیت‌ها به عدد دسیمال، سابنت ماسک به دست می‌آید. هر دو روش به تفکیک بخش شبکه و بخش هاست کمک می‌کنند و برای مدیریت درست شبکه ضروری هست

سابنت ماسک متغیر (Variable Length Subnet Masking – VLSM)

در گذشته، از سابنت ماسک‌های با طول ثابت (Fixed-Length Subnet Masking – FLSM) استفاده می‌شد که در آن همه زیرشبکه‌ها اندازه یکسانی داشتند. این روش کارآمد نبود و باعث هدر رفتن بسیاری از آدرس‌های آی‌پی می‌شد. برای حل این مشکل، تکنیک VLSM معرفی شد.

VLSM به مدیران شبکه اجازه می‌دهد تا برای زیرشبکه‌های مختلف، سابنت ماسک‌های متفاوتی را بر اساس نیاز خود به کار ببرند. مثلا، یک زیرشبکه که تنها دو کامپیوتر دارد، می‌تواند یک سابنت ماسک با تعداد هاست‌های کم (مثلا /۳۰) داشته باشد، در حالی که یک زیرشبکه بزرگتر که ده‌ها دستگاه را شامل می‌شود، از یک سابنت ماسک با تعداد هاست‌های بیشتر (مثلا /۲۶) استفاده می‌کند. این کار باعث استفاده بهینه از فضای آدرس آی‌پی می‌شود.

سابنتینگ و IPv6

آدرس‌های IPv4 به دلیل محدودیت فضای آدرس، نیاز به سابنتینگ را به یک ضرورت تبدیل کردند. اما با ظهور IPv6، که فضای آدرس بسیار بزرگی دارد، مفهوم سابنتینگ تغییر کرده است. در IPv6، یک آدرس ۱۲۸ بیتی به دو بخش تقسیم می‌شود: ۶۴ بیت اول برای شناسه شبکه و ۶۴ بیت دوم برای شناسه رابط (interface ID).

با وجود این فضای بزرگ، سابنتینگ در IPv6 همچنان اهمیت دارد، اما به دلایل متفاوتی. در IPv6، سابنتینگ بیشتر برای سازماندهی منطقی شبکه، افزایش امنیت و مدیریت ترافیک استفاده می‌شود، نه برای صرفه‌جویی در آدرس‌ها. مثلا، یک سازمان بزرگ می‌تواند هر بخش از ساختمان خود را به یک زیرشبکه IPv6 جداگانه اختصاص دهد تا مدیریت و امنیت آن آسان‌تر شود.

در نهایت، درک عمیق از سابنت ماسک و سابنتینگ برای هر متخصص شبکه ضروری است. این مفاهیم پایه‌ای به ایجاد شبکه‌های کارآمد، ایمن و قابل مدیریت کمک شایانی می‌کنند. از تکنیک‌های اولیه سابنتینگ تا استفاده از CIDR و VLSM، هر گام در این مسیر به بهبود عملکرد کلی زیرساخت شبکه منجر می‌شود.

نتیجه‌گیری

سابنت ماسک یک جزء اساسی در آدرس‌دهی آی‌پی و مدیریت شبکه‌های کامپیوتری است. این عدد با تفکیک شناسه شبکه از شناسه هاست، به مسیریاب‌ها و دستگاه‌ها کمک می‌کند تا مسیر درست بسته‌های داده را تشخیص دهند. با استفاده از سابنتینگ و CIDR، مدیران شبکه می‌توانند شبکه‌ها را به صورت کارآمدتری سازماندهی و مدیریت کنند و از منابع آی‌پی بهینه‌تر استفاده نمایند.