Когда устройства находятся в общей сети, как они понимают, к каким соседям можно обратиться напрямую? Подсеть (subnet, сокращение от subnetwork) — это логическое подразделение сети протокола IP, адреса которой имеют общий сетевой префикс.
Как маски подсети разделяют IP-адреса
IP-адрес формата IPv4 состоит из 32 бит, которые обычно записываются в виде четырех десятичных чисел — октетов, например 192.168.1.10. В двоичном представлении каждый октет содержит восемь бит. Маска подсети отделяет сетевую часть адреса от хостовой, которая и определяет конкретный узел внутри этой подсети.
Бесклассовая адресация (CIDR) использует косую черту, за которой следует длина префикса. В нотации CIDR запись 192.168.1.0/24 означает, что 24 бита отведено под адрес сети. Эквивалентная маска 255.255.255.0 оставляет восемь бит для адресов узлов: диапазон такой подсети /24 охватывает адреса от 192.168.1.0 до 192.168.1.255 — всего 256 адресов.
По правилам первый адрес является адресом самой сети, а последний — широковещательным адресом (broadcast) подсети, что оставляет 254 доступных адреса для хостов. Соединения «точка-точка» с префиксом /31 в IPv4 являются исключением: в них пригодны для использования оба адреса. Разбиение на подсети (subnetting) увеличивает префикс, позволяя создавать меньшие блоки с меньшим числом битов для узлов; маски переменной длины (VLSM) дают возможность гибко выделять блоки разного размера для эффективного использования адресного пространства. Проверить расчеты всегда помогает специальный калькулятор подсетей.
Как устройства выбирают, куда отправлять данные
Устройство сверяет свой собственный IP-адрес, маску подсети или длину префикса, а также таблицу маршрутизации, чтобы определить, доступен ли целевой адрес локально или требуется маршрутизатор. В подсети Ethernet протокол разрешения адресов ARP сопоставляет IP-адрес внутри локального сегмента с адресом канального уровня — обычно MAC-адресом — для передачи данных в кадре Ethernet.
Шлюз по умолчанию можно представить как запасной выход: это маршрутизатор, который пересылает пакеты в том случае, если ни один более точный маршрут не подошел. Протокол динамической настройки узла (DHCP) умеет автоматически назначать устройствам IPv4 адрес, маску подсети и шлюз по умолчанию.
Чем отличаются подсети в IPv6
Адреса IPv6 состоят из 128 бит, а не из 32. Для подсетей, использующих автоконфигурацию адресов без сохранения состояния (SLAAC), позволяющую устройствам формировать собственный адрес самостоятельно, стандартом является длина префикса /64. В IPv6 нет широковещательных адресов (broadcast): для таких задач, как обнаружение соседних узлов, здесь используется многоадресная рассылка (multicast) — доставка сообщений строго определенным группам.
Что значат подсети для безопасности сети
Ваша домашняя сеть, скорее всего, назначает частные IP-адреса каждому устройству в локальной сети (LAN). Стандартные диапазоны частных адресов IPv4 — это 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 и 192.168.0.0/16. В отличие от публичных IP-адресов, частные не могут глобально маршрутизироваться в глобальном интернете.
При сегментации сетей важно не путать подсети с виртуальными локальными сетями (VLAN). Подсеть организует адреса на сетевом уровне (IP), а VLAN разделяет трафик Ethernet на канальном уровне, формируя обособленный широковещательный домен. Сетевые администраторы часто используют их вместе, однако само по себе деление на подсети безопасности не обеспечивает: чтобы заблокировать нежелательный обмен данными, требуются специальные средства контроля, такие как правила брандмауэра или списки контроля доступа (ACL) на маршрутизаторах.
Эта статья создана с участием технологий искусственного интеллекта, после чего прошла фактчекинг и редактуру научным редактором HowStuffWorks.
