Calcolo del numero di host e sottoreti in base all'indirizzo IP e alla maschera
Gli indirizzi IP vengono utilizzati per identificare i dispositivi su una rete. Per comunicare con altri dispositivi sulla rete, a ogni dispositivo di rete (inclusi computer, server, router, stampanti, ecc.) deve essere assegnato un indirizzo IP. Tali dispositivi su una rete sono definiti host.
Una maschera di sottorete determina il numero massimo di host che possono essere supportati su una particolare rete. Inoltre, le maschere di sottorete consentono di dividere una rete in più sottoreti.
Introduzione agli indirizzi IP
Una parte dell'indirizzo IP è il numero di rete (ID) e l'altra è l'ID host. Proprio come case diverse sulla stessa strada condividono lo stesso nome della via nel loro indirizzo, gli host su una rete hanno un numero di rete comune nel loro indirizzo. E proprio come le diverse case hanno il proprio numero civico, ogni host sulla rete ha il proprio numero di identificazione univoco: l'ID host. Il numero di rete viene utilizzato dai router per inviare pacchetti alle reti corrette, mentre l'ID host identifica il dispositivo specifico su quella rete a cui i pacchetti devono essere recapitati.
Struttura
Un indirizzo IP è composto da quattro parti, scritte come numeri decimali con punti (es. 192.168.1.1). Ciascuna di queste quattro parti è chiamata ottetto. Un ottetto rappresenta otto cifre binarie (ad esempio, 11000000 o 192 in formato decimale).
Pertanto, ogni ottetto può assumere valori da 00000000 a 11111111 in formato binario o da 0 a 255 in formato decimale.
La figura seguente mostra un esempio di un indirizzo IP in cui i primi tre ottetti (192.168.1) rappresentano il numero di rete e il quarto ottetto (16) rappresenta l'ID host.
Il numero di cifre binarie nell'indirizzo IP che vanno al numero di rete e il numero di cifre nell'indirizzo che vanno all'ID host possono variare a seconda della maschera di sottorete.
Indirizzi IP privati
Ogni host su Internet deve avere un indirizzo univoco. Se le tue reti sono isolate da Internet (ad esempio, collegando due filiali), puoi facilmente utilizzare qualsiasi indirizzo IP per gli host. Tuttavia, la Internet Assigned Numbers Authority (IANA) ha riservato i seguenti tre blocchi di indirizzi IP specificamente per le reti private:
10.0.0.0—10.255.255.255172.16.0.0—172.31.255.255192.168.0.0—192.168.255.255
Gli indirizzi IP su queste sottoreti private sono talvolta chiamati indirizzi 'locali'.
Gli indirizzi IP possono essere ottenuti tramite IANA dal proprio ISP, oppure è possibile assegnarli autonomamente dall'intervallo di indirizzi di rete privati.
Maschere di sottorete
La maschera di sottorete viene utilizzata per determinare quali bit fanno parte del numero di rete e quali fanno parte dell'ID host (a tale scopo viene utilizzata l'operazione di congiunzione logica 'AND').
La maschera di sottorete include 32 bit. Se un bit nella maschera di sottorete è '1', il bit corrispondente dell'indirizzo IP fa parte del numero di rete. Se un bit nella maschera di sottorete è '0', il bit corrispondente dell'indirizzo IP fa parte dell'ID host.
1° ottetto: (192) | 2° ottetto: (168) | 3° ottetto: (1) | 4° ottetto: (2) | |
|---|---|---|---|---|
Indirizzo IP (binario) | 11000000 | 10101000 | 00000001 | 00000010 |
Maschera di sottorete (binaria) | 11111111 | 11111111 | 11111111 | 00000000 |
Numero di rete | 11000000 | 10101000 | 00000001 | |
ID host | 00000010 |
Le maschere di sottorete sono sempre costituite da una serie di 1 consecutivi, a partire dal bit più a sinistra della maschera, seguiti da una serie di zeri consecutivi per un totale di 32 bit.
Una maschera di sottorete può essere definita come il numero di bit nell'indirizzo che rappresentano il numero di rete (il numero di bit con valore '1'). Ad esempio, una 'maschera a 8 bit' è una maschera in cui 8 bit sono uno e i restanti 24 bit sono zero.
Le maschere di sottorete sono scritte in numeri decimali con punti, proprio come gli indirizzi IP. Gli esempi seguenti mostrano la notazione binaria e decimale delle maschere di sottorete a 8, 16, 24 e 29 bit.
1° ottetto binario: | 2° ottetto binario: | 3° ottetto binario: | 4° ottetto binario: | Decimale | |
|---|---|---|---|---|---|
Maschera a 8 bit | 11111111 | 00000000 | 00000000 | 00000000 | 255.0.0.0 |
Maschera a 16 bit | 11111111 | 11111111 | 00000000 | 00000000 | 255.255.0.0 |
Maschera a 24 bit | 11111111 | 11111111 | 11111111 | 00000000 | 255.255.255.0 |
Maschera a 29 bit | 11111111 | 11111111 | 11111111 | 11111000 | 255.255.255.248 |
Dimensione della rete
Il numero di bit nel numero di rete determina il numero massimo di host che possono trovarsi su tale rete. Maggiore è il numero di bit nel numero di rete, minore è il numero di bit rimasti per l'ID host nell'indirizzo.
Un indirizzo IP con un ID host di tutti zeri rappresenta l'indirizzo IP della rete stessa (ad es. 192.168.1.0 con una maschera di sottorete a 24 bit). Un indirizzo IP con un ID host di tutti uno rappresenta l'indirizzo di broadcast di quella rete (ad esempio 192.168.1.255 con una maschera di sottorete a 24 bit).
Poiché tali due indirizzi IP non possono essere utilizzati come identificatori per i singoli host, il numero massimo possibile di host nella rete viene calcolato come segue:
Maschera di sottorete | Dimensione ID host | Numero massimo di host | ||
|---|---|---|---|---|
8 bit | 255.0.0.0 | 24 bit | 224 – 2 | 16777214 |
16 bit | 255.255.0.0 | 16 bit | 216 – 2 | 65534 |
24 bit | 255.255.255.0 | 8 bit | 28 – 2 | 254 |
29 bit | 255.255.255.248 | 3 bit | 23 – 2 | 6 |
Formato di registrazione
Poiché la maschera è sempre una sequenza di uno a sinistra completata da una serie di zeri fino a 32 bit, è possibile specificare semplicemente il numero di uno anziché scrivere il valore di ogni ottetto. Questo di solito è scritto come una '/' dopo l'indirizzo e il numero di bit unitari nella maschera.
Ad esempio, un indirizzo 192.1.1.0 /25 rappresenta un indirizzo 192.1.1.0 con una maschera 255.255.255.128. Alcune possibili maschere di sottorete in entrambi i formati sono mostrate nella tabella seguente.
Maschera di sottorete | Formato di registrazione alternativo | Ultimo ottetto (binario) | Ultimo ottetto (decimale) |
|---|---|---|---|
255.255.255.0 | /24 | 0000 0000 | 0 |
255.255.255.128 | /25 | 1000 0000 | 128 |
255.255.255.192 | /26 | 1100 0000 | 192 |
255.255.255.224 | /27 | 1110 0000 | 224 |
255.255.255.240 | /28 | 1111 0000 | 240 |
255.255.255.248 | /29 | 1111 1000 | 248 |
255.255.255.252 | /30 | 1111 1100 | 252 |
Creazione di sottoreti
Le sottoreti possono essere utilizzate per dividere una singola rete in più reti. Nell'esempio seguente, l'amministratore di rete crea due sottoreti per isolare un gruppo di server da altri dispositivi per motivi di sicurezza.
In questo esempio, la rete aziendale ha un indirizzo di 192.168.1.0. I primi tre ottetti dell'indirizzo (192.168.1) rappresentano il numero di rete e l'ottetto rimanente rappresenta l'ID host, consentendo un massimo di 28 - 2 = 254 host sulla rete.
La rete dell'azienda, prima di essere divisa in sottoreti, è mostrata nel diagramma seguente.
Per dividere la rete 192.168.1.0 in due sottoreti separate, è possibile 'prendere in prestito' un bit dall'ID host. In questo caso, la maschera di sottorete diventerà a 25 bit (255.255.255.128 o /25).
Il bit 'preso in prestito' dell'ID host può essere zero o uno, il che ci fornisce due sottoreti: 192.168.1.0 /25 e 192.168.1.128 /25.
La rete aziendale, dopo essere stata divisa in sottoreti, è mostrata nella figura seguente. Ora include due sottoreti, A e B.
In una sottorete a 25 bit, 7 bit sono allocati all'ID host, quindi ogni sottorete può avere un massimo di 27 - 2 = 126 host (l'ID host di tutti zeri è la sottorete stessa, e di tutti uno è l'indirizzo di broadcast per la sottorete).
L'indirizzo 192.168.1.0 con maschera 255.255.255.128 è l'indirizzo della sottorete A, e 192.168.1.127 con maschera 255.255.255.128 è il suo indirizzo di broadcast. Pertanto, l'indirizzo IP più piccolo che può essere assegnato a un host valido sulla sottorete A è 192.168.1.1 e il più grande è 192.168.1.126.
Allo stesso modo, l'intervallo ID host per la sottorete B va da 192.168.1.129 a 192.168.1.254.
Esempio: quattro sottoreti
L'esempio precedente ha mostrato l'uso di una maschera di sottorete a 25 bit per dividere un indirizzo a 24 bit in due sottoreti. Allo stesso modo, la divisione di un indirizzo a 24 bit in quattro sottoreti richiederebbe di 'prendere in prestito' due bit dell'ID host per ottenere quattro possibili combinazioni (00, 01, 10 e 11). La maschera di sottorete è composta da 26 bit (11111111.11111111.11111111.11000000), ovvero 255.255.255.192.
Ogni sottorete contiene 6 bit di ID host, per un totale di 26 - 2 = 62 host per ogni sottorete (l'ID host di tutti zeri è la sottorete stessa, e di tutti uno è l'indirizzo di broadcast per la sottorete).
Indirizzo IP/maschera di sottorete | Numero di rete | Valore dell'ultimo ottetto |
|---|---|---|
Indirizzo IP (decimale) | 192.168.1. | 0 |
Indirizzo IP (binario) | 11000000.10101000.00000001. | 00000000 |
Maschera di sottorete (binaria) | 11111111.11111111.11111111. | 11000000 |
Indirizzo di sottorete 192.168.1.0 | ID host più piccolo: 192.168.1.1 | |
Indirizzo di broadcast 192.168.1.63 | ID host più grande: 192.168.1.62 | |
Indirizzo IP/maschera di sottorete | Numero di rete | Valore dell'ultimo ottetto |
|---|---|---|
Indirizzo IP (decimale) | 192.168.1. | 64 |
Indirizzo IP (binario) | 11000000.10101000.00000001. | 01000000 |
Maschera di sottorete (binaria) | 11111111.11111111.11111111. | 11000000 |
Indirizzo di sottorete 192.168.1.64 | ID host più piccolo: 192.168.1.65 | |
Indirizzo di broadcast 192.168.1.127 | ID host più grande: 192.168.1.126 | |
Indirizzo IP/maschera di sottorete | Numero di rete | Valore dell'ultimo ottetto |
|---|---|---|
Indirizzo IP (decimale) | 192.168.1. | 128 |
Indirizzo IP (binario) | 11000000.10101000.00000001. | 10000000 |
Maschera di sottorete (binaria) | 11111111.11111111.11111111. | 11000000 |
Indirizzo di sottorete 192.168.1.128 | ID host più piccolo: 192.168.1.129 | |
Indirizzo di broadcast 192.168.1.191 | ID host più grande: 192.168.1.190 | |
Indirizzo IP/maschera di sottorete | Numero di rete | Valore dell'ultimo ottetto |
|---|---|---|
Indirizzo IP (decimale) | 192.168.1. | 192 |
Indirizzo IP (binario) | 11000000.10101000.00000001. | 11000000 |
Maschera di sottorete (binaria) | 11111111.11111111.11111111. | 11000000 |
Indirizzo di sottorete 192.168.1.192 | ID host più piccolo: 192.168.1.193 | |
Indirizzo di broadcast 192.168.1.255 | ID host più grande: 192.168.1.254 | |
Esempio: otto sottoreti
Allo stesso modo, viene utilizzata una maschera a 27 bit (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 e 111) per creare otto sottoreti.
I valori dell'ultimo ottetto dell'indirizzo IP per ciascuna sottorete sono mostrati nella tabella seguente.
Sottorete | Indirizzo di sottorete | Primo indirizzo | Ultimo indirizzo | Indirizzo di broadcast |
|---|---|---|---|---|
1 | 0 | 1 | 30 | 31 |
2 | 32 | 33 | 62 | 63 |
3 | 64 | 65 | 94 | 95 |
4 | 96 | 97 | 126 | 127 |
5 | 128 | 129 | 158 | 159 |
6 | 160 | 161 | 190 | 191 |
7 | 192 | 193 | 222 | 223 |
8 | 224 | 225 | 254 | 255 |
Pianificazione della sottorete
La tabella seguente riassume la pianificazione della sottorete per una rete con un numero di rete a 24 bit.
Numero di bit 'presi in prestito' dall'ID host | Maschera di sottorete | Numero di sottoreti | Numero di host in una sottorete |
|---|---|---|---|
1 | 255.255.255.128 (/25) | 2 | 126 |
2 | 255.255.255.192 (/26) | 4 | 62 |
3 | 255.255.255.224 (/27) | 8 | 30 |
4 | 255.255.255.240 (/28) | 16 | 14 |
5 | 255.255.255.248 (/29) | 32 | 6 |
6 | 255.255.255.252 (/30) | 64 | 2 |
7 | 255.255.255.254 (/31) | 128 | 1 |
Un esempio di calcolo del numero di sottoreti e host in una sottorete in base all'indirizzo IP e alla maschera di sottorete
Ecco un esempio di calcolo del numero di sottoreti e host per la rete 59.124.163.151/27.
/27 è il prefisso di rete o netmask. In formato binario 11111111 11111111 11111111 11100000. In formato decimale, 255.255.255.224
Nel quarto campo (ultimo ottetto) di 11100000, i primi 3 bit definiscono il numero di sottoreti; nel nostro esempio, 23 = 8.
Nel quarto campo (ultimo ottetto) 11100000, gli ultimi 5 bit definiscono il numero di host della sottorete; nel nostro esempio, 25 = 32.
L'intervallo IP della prima sottorete è 0~31 (32 host), ma 0 è una sottorete e 31 è per il broadcast. Pertanto, il numero massimo di host di questa sottorete è 30. Prima sottorete: 59.124.163.0. Indirizzo di broadcast della prima sottorete: 59.124.163.31.
L'intervallo IP della seconda sottorete va da 59.124.163.32 a 59.124.163.63. Seconda sottorete: 59.124.163.32. Indirizzo di broadcast della seconda sottorete: 59.124.163.63.
Possiamo calcolare l'intervallo IP dell'ottava sottorete da 59.124.163.224 a 59.124.163.255. Ottava sottorete: 59.124.163.224. Indirizzo di broadcast dell'ottava sottorete: 59.124.163.255.
Nel nostro esempio, l'indirizzo IP 59.124.163.151 si trova sulla quinta sottorete. Quinta sottorete: 59.124.163.128/27. L'intervallo IP della quinta sottorete va da 59.124.163.128 a 59.124.163.159. Indirizzo di broadcast della quinta sottorete: 59.124.163.159.
Importante
Per comodità nel calcolo degli indirizzi IP delle sottoreti e delle maschere di rete, esistono speciali calcolatori IP online (ad es. https://ipnet.tools/ip-calculator), nonché programmi/utilità gratuiti per un calcolo facile e veloce.