Adresowanie IPv4: Budowa adresów, obliczenia, podział na podsieci

Adresowanie IP to podstawa komunikacji w sieciach komputerowych. IPv4, czyli czwarta wersja protokołu internetowego, jest jednym z najważniejszych standardów w sieci komputerowej. W tym artykule omówimy budowę adresów IPv4, sposoby ich obliczania oraz podział na podsieci, czyli subnetting.

Budowa adresów IPv4

Adres IPv4 to unikalny identyfikator w sieci komputerowej. Jest to 32-bitowa liczba, która najczęściej zapisywana jest w postaci czterech liczb dziesiętnych oddzielonych kropkami (notacja dziesiętna z kropkami).

Struktura adresu IPv4

Adres IPv4 składa się z dwóch głównych części:

1. Część sieciowa (network ID) – identyfikuje sieć, do której należy urządzenie.
2. Część hostowa (host ID) – identyfikuje konkretne urządzenie w tej sieci.

Przykład adresu IPv4: 192.168.1.1

Notacja binarna

Każda z czterech liczb dziesiętnych (tzw. oktetów) odpowiada 8 bitom. W zapisie binarnym wygląda to tak:
192.168.1.1 → 11000000.10101000.00000001.00000001

Klasy adresów IPv4

Aby ułatwić zarządzanie adresami, podzielono je na klasy. Klasy adresów IPv4 określają, ile bitów przypisanych jest do części sieciowej, a ile do części hostowej.

Klasy adresów:

• Klasa A:
  • Zakres: 0.0.0.0 – 127.255.255.255
  • Część sieciowa: 8 bitów
  • Część hostowa: 24 bity
  • Przeznaczenie: Duże sieci
• Klasa B:
  • Zakres: 128.0.0.0 – 191.255.255.255
  • Część sieciowa: 16 bitów
  • Część hostowa: 16 bitów
  • Przeznaczenie: Średnie sieci
• Klasa C:
  • Zakres: 192.0.0.0 – 223.255.255.255
  • Część sieciowa: 24 bity
  • Część hostowa: 8 bitów
  • Przeznaczenie: Małe sieci
• Klasa D:
  • Zakres: 224.0.0.0 – 239.255.255.255
  • Przeznaczenie: Multicast
• Klasa E:
  • Zakres: 240.0.0.0 – 255.255.255.255
  • Przeznaczenie: Badania i eksperymenty

Maska podsieci

Maska podsieci to 32-bitowa liczba, która określa, jaka część adresu IP jest przeznaczona na identyfikator sieci, a jaka na identyfikator hosta. Maska podsieci jest zapisywana w formacie dziesiętnym, np. 255.255.255.0.

Przykład:

Dla adresu 192.168.1.1 z maską podsieci 255.255.255.0:

• Część sieciowa: 192.168.1
• Część hostowa: 1

Notacja CIDR (Classless Inter-Domain Routing)

Maska podsieci może być zapisana również w formacie CIDR, gdzie liczba po ukośniku („/”) wskazuje, ile bitów zajmuje część sieciowa.

Przykład:
Adres 192.168.1.1/24 oznacza, że pierwsze 24 bity są częścią sieciową.

Podział na podsieci (Subnetting)

Subnetting, czyli podział na podsieci, pozwala na efektywniejsze zarządzanie adresami IP. Dzięki temu można podzielić jedną dużą sieć na mniejsze segmenty.

Dlaczego warto stosować subnetting?

• Zwiększa bezpieczeństwo sieci.
• Redukuje ruch sieciowy, ograniczając rozgłaszanie.
• Ułatwia zarządzanie dużymi sieciami.

Jak działa subnetting?

Podział na podsieci polega na „pożyczeniu” bitów z części hostowej w celu rozszerzenia części sieciowej.

Przykład:
Dla sieci 192.168.1.0/24 można podzielić adresy na 4 podsieci:

1. 192.168.1.0/26 (64 adresy)
2. 192.168.1.64/26 (64 adresy)
3. 192.168.1.128/26 (64 adresy)
4. 192.168.1.192/26 (64 adresy)

Obliczenia w subnettingu

Aby obliczyć liczbę podsieci i hostów:

1. Liczba dostępnych adresów w sieci = 2N2^N, gdzie NN to liczba bitów w części hostowej.
2. Liczba hostów w jednej podsieci = 2M−22^M – 2, gdzie MM to liczba bitów hostowych (odejmujemy 2 dla adresu sieci i adresu rozgłoszeniowego).

Przykład podziału na podsieci

Dla sieci 192.168.1.0/24 podzielonej na 4 podsieci:

Zastosowanie adresowania IPv4

Adresowanie IPv4 znajduje zastosowanie w:

• Łączności między urządzeniami w sieci lokalnej (LAN).
• Adresowaniu urządzeń w Internecie (choć coraz częściej stosuje się IPv6).
• Konfiguracji routerów i serwerów.
• Tworzeniu polityk bezpieczeństwa (np. filtrowanie adresów IP).

Problemy związane z IPv4

Ze względu na ograniczoną liczbę adresów (ok. 4,3 miliarda), IPv4 nie jest wystarczające dla obecnych potrzeb internetu. Rozwiązaniem jest wprowadzenie protokołu IPv6, który zapewnia znacznie większą pulę adresów.

Podsumowanie

Adresowanie IPv4, mimo że stopniowo zastępowane przez IPv6, pozostaje kluczowym elementem w sieciach komputerowych. Zrozumienie budowy adresów, metod konwersji i technik podziału na podsieci jest niezbędne dla każdego administratora sieci. Dzięki subnettingowi możliwe jest optymalne zarządzanie adresami IP, zwiększenie bezpieczeństwa oraz efektywność działania sieci.

Polecane wpisy

Poradnik szyfrowania dysku w Windows, Linux i macOS: Zabezpiecz swoje dane!

Poradnik szyfrowania dysku w Windows, Linux i macOS: Zabezpiecz swoje dane! W dzisiejszym cyfrowym świecie bezpieczeństwo danych jest niezwykle ważne. Czytaj dalej

Jaki system CMS wybrać

Wdrażając nowy serwis internetowy, zawsze staniemy przed wyborem, jaki system CMS (Content Management System) wybrać do administracji i zarządzania treściami Czytaj dalej