Che cos'è una maschera di sottorete?

In una rete, ogni host e router ha un indirizzo IP unico che codifica il numero di rete e il numero di host. Questo indirizzo IP serve a identificare la rete e a inoltrare i pacchetti di dati al computer giusto. Gli indirizzi IP hanno una lunghezza di 32 bit e sono presenti nell'indirizzo di origine.

In una rete, ogni host e router ha un indirizzo IP unico che codifica il numero di rete e il numero di host. Questo indirizzo IP serve come identificazione sulla rete per inoltrare i pacchetti di dati al computer giusto sulla rete.

Gli indirizzi IP sono lunghi 32 bit e sono presenti nei campi dell'indirizzo di origine e di destinazione dei pacchetti di richiesta e di risposta. I 32 bit dell'indirizzo IP sono raggruppati in 8 bit, formando 4 byte e una parte dell'indirizzo IP identifica la rete a cui appartiene.

Il primo, il secondo, il terzo o tutti e tre i byte rappresentano un indirizzo di sottorete e i restanti rappresentano l'indirizzo univoco del computer.

Sottorete di classe B

Classificazione degli indirizzi IP

La comunicazione su Internet segue la suite di protocolli TCP/IP, che è un insieme di protocolli con due versioni, la versione 4 e la versione 6. L'IPV4 è un indirizzo a 32 bit, mentre l'IPV6 è un indirizzo a 128 bit. L'IPV4 utilizza valori numerici, mentre l'IPV6 utilizza valori esadecimali.

Internet classifica gli indirizzi IP in cinque categorie o cinque classi, note come indirizzamento classful. Sono classificati come indirizzi di classe A, classe B, classe C, classe D e classe E. Gli intervalli per le diverse classi di indirizzi comprendono:

Esistono diverse tecniche di trasmissione per diversi ricevitori: Unicast, Multicast, Broadcast e Anycast.

• La comunicazione unicast è una comunicazione uno-a-uno. È una comunicazione singola e diretta tra due dispositivi in un percorso stabilito.

• Il multicast ha più di un ricevitore e solo i membri del multicast ricevono il traffico multicast. I pacchetti vanno a un gruppo di computer all'interno della stessa rete fisica o di una diversa, e il pacchetto va a ciascun membro della rete multicast.

• Anche la comunicazione broadcast ha più di un ricevitore e tutti i ricevitori ricevono il traffico della rete, pur non facendone parte.

• L'anycast consegna a un gruppo di computer i cui indirizzi hanno lo stesso prefisso. I computer collegati alla stessa rete fisica condividono gli stessi indirizzi di prefisso.

Nella comunicazione anycast, il traffico va verso almeno un membro del gruppo o il più vicino o il più facilmente accessibile.

L'indirizzo IP è un indirizzo a 32 bit scritto in notazione decimale puntata. L'indirizzo a 32 bit è suddiviso in 4 byte o 4 ottetti con 8 bit ciascuno. I 4 ottetti sono in formato decimale con numeri da 0 a 255. L'indirizzo IP più basso è 0.0.0.0 e quello più alto è 255.255.255.255.

Che cos'è una sottorete?

Il problema che le reti dovevano affrontare era che un singolo indirizzo di classe A, B o C si riferiva a una rete e non a un insieme di LAN. I fornitori di rete hanno introdotto le sottoreti per risolvere questo problema.

Una sottorete è una divisione logica di una rete. Il processo di divisione della rete in due o più reti crea una sottorete. Le sottoreti rendono le reti più efficienti, poiché il traffico di rete percorre una distanza minore senza passare attraverso router inutili per raggiungere la destinazione. La subnet semplifica il traffico che passa attraverso un router responsabile di una rete specifica, invece di passare attraverso tutti i router per trovare un dispositivo specifico.

L'indirizzo di classe B può fornire solo fino a 64.000 indirizzi. Il subnetting fornisce indirizzi IP quando la rete cresce, dividendo la rete in più parti per uso interno. Tuttavia, si comporta come un'unica rete per il mondo esterno.

Ogni rete ha il suo router collegato al router principale e quando un pacchetto arriva al router principale, questo lo instrada verso la rispettiva sottorete. La domanda è: come fa il router a trovare il percorso verso la destinazione corretta?

Un modo per farlo sarebbe quello di avere una tabella con 64.000 indirizzi e il router che indica il percorso da seguire. Questa idea funzionerebbe, ma richiede una grande tabella nel router principale e una manutenzione manuale quando gli host vengono aggiunti, spostati o tolti dal servizio.

È stato invece introdotto uno schema diverso, la maschera di sottorete. Anche le maschere di sottorete sono scritte in notazione decimale punteggiata, con l'aggiunta di una barra seguita dal numero di bit nella parte rete+sottorete. Una notazione alternativa è /22 per indicare che la maschera di sottorete è lunga 22 bit.

La subnetting non è visibile all'esterno della rete, quindi l'assegnazione di una nuova subnet non richiede di contattare la Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN) o di modificare un database esterno.

Ad esempio, la prima sottorete potrebbe utilizzare un indirizzo IP che inizia con 130.50.4.1 e la seconda sottorete potrebbe iniziare con 130.50.8.1 e così via.

Negli esempi seguenti, si noti che le sottoreti si contano per quattro. Gli indirizzi binari corrispondenti sono i seguenti:

Sottorete 1: 10000010 00110010 00000100 00000001

Sottorete 2: 10000010 00110010 00001000 00000001

La barra verticale | indica il confine tra il numero di sottorete e il numero di host. Ha un numero di sottorete a 6 bit a sinistra e un numero di host a 10 bit a destra.

Come funziona una sottorete?

È importante capire come un router elabora i pacchetti IP per comprendere il funzionamento di una sottorete. Ogni router ha una tabella che elenca un certo numero di indirizzi IP (rete,0) che indicano come raggiungere le reti lontane. Il secondo indirizzo IP (questa-rete, host) indica come raggiungere gli host locali.

Ogni tabella contiene un'interfaccia di rete da utilizzare per raggiungere la destinazione. Quando arriva un pacchetto IP, l'indirizzo di destinazione viene cercato nella tabella di routing. Se il pacchetto è destinato a una rete lontana, viene inoltrato al router successivo sull'interfaccia indicata nella tabella. Se si tratta di un host locale della stessa LAN, il pacchetto viene inviato direttamente a destinazione.

Se non riesce a trovare l'indirizzo di destinazione, il router inoltra il pacchetto a un router predefinito con informazioni aggiuntive e tabelle estese. Questo algoritmo significa che il router deve includere informazioni sulle reti vicine e sui loro computer nella sua sottorete. Non deve preoccuparsi di tutte le coppie di reti e host della rete, il che riduce le dimensioni della tabella di routing.

Le sottoreti nelle tabelle di routing hanno voci della forma (questa-rete, sottorete, 0) e (questa-rete, questa-sottorete, host). Un router su una sottorete sa come raggiungere gli host della propria sottorete.

Il router non ha bisogno di conoscere i dettagli sugli host di altre sottoreti perché può trovarli eseguendo una funzione booleana AND e con la maschera di sottorete della rete invece di memorizzare gli indirizzi IP degli host di un'altra sottorete. 

Il router principale ha bisogno di una maschera di sottorete per implementare il subnetting e indica la divisione tra rete+ numero di sottorete e host.

Per esempio, un pacchetto indirizzato a 130.50.15.6 che arriva al router principale viene ANDato con la maschera di sottorete 255.255.252.0/22 per ottenere l'indirizzo di sottorete 130.50.12.0.

Il router cerca questo indirizzo nelle tabelle di routing per scoprire quale linea di uscita utilizzare per raggiungere il router. La subnetting riduce lo spazio nelle tabelle dei router creando una gerarchia a tre livelli composta da rete, subnet e host.

Che cos'è una maschera di sottorete?

An IP address has two components, the network address, and the host address. A subnet mask separates the IP address into the network and a host address (<network><host>). Subnetting further divides the host part of an IP address into a subnet and host address (<network><subnet><host>). It is called a subnet mask because it helps identify the network address of an IP address by performing a bitwise AND operation on the netmask.

Una maschera di sottorete è un numero di 32 bit che maschera un indirizzo IP e divide l'indirizzo IP in indirizzo di rete e indirizzo host. Impostando i bit di rete su tutti 1 e quelli di host su tutti 0 si crea la maschera di sottorete. All'interno di una rete, il router riserva due indirizzi host per uno scopo speciale. Il router assegna tutti gli 0 a un indirizzo di rete e tutti i 255 a un indirizzo di broadcast, ma mai a un host.

L'applicazione di una maschera di sottorete a un indirizzo IP separa l'indirizzo di rete dall'indirizzo host. Gli 1 rappresentano i bit di rete nella maschera e gli 0 rappresentano i bit di host. Eseguendo un'operazione logica AND bitwise sull'indirizzo IP con la maschera di sottorete si ottiene l'indirizzo di rete. 

Come funziona una maschera di sottorete?

Una maschera è un numero binario di 32 bit che fornisce il primo indirizzo del blocco quando viene ANDato bitwise con un indirizzo del blocco. Quando esistono sottoreti, un indirizzo utilizza una maschera per estrarre l'indirizzo di rete dall'indirizzo di destinazione. 

Ad esempio, 

Per l'indirizzo IP 216.003.218.12, il formato decimale punteggiato è - 11011000.00000011.10000000.00001100

L'indirizzo appartiene alla classe C, quindi la maschera è 255.255.255.000.

Il formato decimale punteggiato è 11111111.11111111.11111111 .00000000.

Pertanto, l'indirizzo di rete è

216.003.218.0 - 11011000.00000011.10000000. 00000000.

I primi 24 bit sono l'indirizzo di rete e gli ultimi 8 bit (gli zeri rimanenti nella maschera di sottorete) sono l'indirizzo dell'host. Si ottiene così quanto segue:

11011000.00000011.10000000. 00000000- Indirizzo di rete (216.003.218.0)

00000000.00000000.00000000.00001100 - Indirizzo host (000.000.000.12)

Pensieri finali

Internet sta crescendo in modo esponenziale ed è indispensabile capire come funzionano gli indirizzi IP e perché le reti utilizzano il subnetting. Il subnetting divide una rete di grandi dimensioni in una rete più piccola per evitare la congestione, gestire il traffico e migliorare la gestione della rete. 

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