آموزش Subneting | آموزش کامل Subnet Mask و تقسیم بندی شبکه های IP
Subneting یکی از مهمترین مباحث در شبکههای کامپیوتری است که هر متخصص شبکه، مدیر4 سرور و کارشناس زیرساخت باید به آن مسلط باشد.
با استفاده از Subnetting میتوان یک شبکه بزرگ IP را به چندین شبکه کوچکتر تقسیم کرد، مدیریت IP Addressها را بهبود داد و امنیت و کارایی شبکه را افزایش داد.
فهرست مطالب آموزش Subneting
- Subneting چیست و چرا استفاده میشود؟
- مفهوم IP Address و Subnet Mask
- ساختار IPv4 و نحوه تقسیم بندی شبکه
- آشنایی با CIDR و Prefix Length
- روش محاسبه Subnet Mask
- فرمولهای مهم Subnetting
- مثالهای عملی محاسبه Subnet
- Subnetting در تجهیزات Cisco و MikroTik
- تفاوت VLSM و FLSM
- اشتباهات رایج در Subnetting
Subneting چیست؟
Subneting یا Subnetting به معنی تقسیم یک شبکه IP بزرگ به چند شبکه کوچکتر است.
در شبکههای سازمانی معمولا تعداد زیادی سیستم، سرور، دوربین مداربسته، تجهیزات VoIP و تجهیزات شبکه وجود دارد که مدیریت همه آنها در یک شبکه بزرگ باعث افزایش Broadcast و کاهش کارایی میشود.
با استفاده از Subnetting میتوان شبکه را به بخشهای منطقی مختلف تقسیم کرد.
برای مثال یک شرکت میتواند شبکه کاربران، سرورها، دوربینها و تلفنهای تحت شبکه را در Subnetهای جداگانه قرار دهد.
چرا Subnetting اهمیت دارد؟
Subnetting در طراحی شبکههای حرفهای نقش بسیار مهمی دارد. مهمترین مزایای استفاده از Subnet عبارتند از:
- کاهش Broadcast:
تقسیم شبکه باعث کاهش ترافیک Broadcast و افزایش سرعت شبکه میشود. - افزایش امنیت:
با جداسازی کاربران، سرورها و تجهیزات حساس میتوان قوانین امنیتی دقیقتری اعمال کرد. - مدیریت بهتر IP:
فضای آدرسدهی IP بهتر مدیریت شده و از هدر رفت IP جلوگیری میشود. - بهینه سازی Routing:
روترها میتوانند مسیرهای شبکه را بهتر مدیریت کنند.
تفاوت Network و Subnet
در یک شبکه IP، بخش Network مشخص کننده آدرس اصلی شبکه و بخش Host مشخص کننده دستگاههای داخل آن شبکه است.
Subnetting باعث میشود بخش Host به قسمتهای کوچکتری تقسیم شده و چند Network جدید ایجاد شود.
به عنوان مثال:
192.168.1.0/24
یک شبکه با 256 آدرس IP است. با Subnetting میتوان این شبکه را به چند شبکه کوچکتر مانند /26 تقسیم کرد.
ساختار IP Address در IPv4
آدرس IPv4 شامل 32 بیت است که به چهار بخش 8 بیتی تقسیم میشود.
192 . 168 . 10 . 50
هر بخش یک Octet نام دارد و مقدار آن بین 0 تا 255 قرار دارد.
Subnet Mask مشخص میکند کدام قسمت از IP مربوط به Network و کدام قسمت مربوط به Host است.
Subnet Mask چیست؟
Subnet Mask یکی از مهمترین مفاهیم در شبکههای کامپیوتری است که مشخص میکند چه بخشی از IP Address مربوط به Network و چه بخشی مربوط به Host است.
زمانی که یک سیستم قصد ارسال اطلاعات به مقصدی را دارد، ابتدا بررسی میکند که مقصد در همان شبکه قرار دارد یا باید بسته را به Router ارسال کند. این فرآیند با استفاده از Subnet Mask انجام میشود.
برای مثال در آدرس زیر:
IP Address: 192.168.1.25
Subnet Mask: 255.255.255.0
سه بخش اول یعنی 192.168.1 مربوط به Network و عدد 25 مربوط به Host است.
انواع Subnet Mask در IPv4
در IPv4 چندین Subnet Mask استاندارد وجود دارد که بر اساس تعداد بیتهای شبکه مشخص میشوند.
| CIDR | Subnet Mask | تعداد Host قابل استفاده |
| /24 | 255.255.255.0 | 254 |
| /25 | 255.255.255.128 | 126 |
| /26 | 255.255.255.192 | 62 |
| /27 | 255.255.255.224 | 30 |
| /28 | 255.255.255.240 | 14 |
مفهوم CIDR در Subnetting
CIDR مخفف عبارت Classless Inter-Domain Routing است و روشی برای نمایش Subnet Mask با استفاده از Prefix Length میباشد.
به جای نوشتن Subnet Mask کامل مانند:
255.255.255.0
میتوان از نمایش کوتاهتر استفاده کرد:
/24
عدد بعد از علامت / تعداد بیتهایی را نشان میدهد که برای Network استفاده شدهاند.
فرمول محاسبه تعداد شبکهها و Host ها در Subnetting
برای محاسبه تعداد Subnet و Host در یک شبکه باید با چند فرمول ساده آشنا شوید.
تعداد Subnet ها:
2 به توان تعداد بیتهای قرض گرفته شده
تعداد Host قابل استفاده:
2 به توان بیتهای Host منهای 2
عدد 2 از این فرمول به دلیل وجود دو آدرس رزرو شده در هر شبکه است:
- Network Address
- Broadcast Address
مثال ساده محاسبه Subnet
فرض کنید شبکه زیر را داریم:
192.168.10.0/24
میخواهیم این شبکه را به 4 شبکه کوچکتر تقسیم کنیم.
برای ایجاد 4 Subnet باید 2 بیت از قسمت Host قرض بگیریم:
/24 + 2 بیت = /26
پس Subnet Mask جدید برابر است با:
255.255.255.192
هر Subnet دارای 64 آدرس است که 62 عدد آن قابل استفاده برای تجهیزات شبکه میباشد.
جدول کامل Subnetting از /24 تا /30
برای یادگیری سریع Subnetting بهتر است با مقادیر پرکاربرد Subnet Mask و تعداد شبکهها و Hostهای قابل استفاده آشنا شوید.
| Prefix | Subnet Mask | تعداد Subnet | Host قابل استفاده | Block Size |
| /24 | 255.255.255.0 | 1 | 254 | 256 |
| /25 | 255.255.255.128 | 2 | 126 | 128 |
| /26 | 255.255.255.192 | 4 | 62 | 64 |
| /27 | 255.255.255.224 | 8 | 30 | 32 |
| /28 | 255.255.255.240 | 16 | 14 | 16 |
| /30 | 255.255.255.252 | 64 | 2 | 4 |
روش سریع محاسبه Subnet با Block Size
یکی از سریعترین روشهای محاسبه Subnetting استفاده از Block Size یا اندازه بلوک است.
فرمول محاسبه Block Size:
Block Size = 256 – مقدار Octet مربوط به Subnet Mask
مثال:
255.255.255.192
آخرین Octet برابر 192 است، بنابراین:
256 – 192 = 64
پس شبکهها با فاصله 64 عددی ایجاد میشوند:
- 192.168.1.0
- 192.168.1.64
- 192.168.1.128
- 192.168.1.192
محاسبه Network Address و Broadcast Address
برای هر Subnet دو آدرس رزرو شده وجود دارد:
- Network Address:
اولین IP هر Subnet که برای شناسایی شبکه استفاده میشود. - Broadcast Address:
آخرین IP هر Subnet که برای ارسال پیام به تمام اعضای شبکه استفاده میشود.
مثال:
Network: 192.168.10.0/26
محدوده این شبکه:
| Network Address | 192.168.10.0 |
| First Host | 192.168.10.1 |
| Last Host | 192.168.10.62 |
| Broadcast | 192.168.10.63 |
مثال حرفهای Subnetting برای شبکه سازمانی
فرض کنید یک شرکت دارای شبکه زیر است:
10.10.10.0/24
نیازهای شبکه:
- شبکه کاربران: 100 سیستم
- شبکه دوربین مداربسته: 50 دوربین
- شبکه سرورها: 25 سرور
- شبکه تجهیزات مدیریتی: 10 دستگاه
با استفاده از Subnetting میتوان این شبکه را به چند VLAN و Subnet مجزا تقسیم کرد تا مدیریت و امنیت افزایش پیدا کند.
آموزش VLSM در Subnetting
VLSM مخفف عبارت Variable Length Subnet Mask است و یکی از تکنیکهای پیشرفته در طراحی شبکه محسوب میشود.
در VLSM میتوان برای هر بخش از شبکه، Subnet با اندازه متفاوت ایجاد کرد.
در شبکههای واقعی معمولا همه بخشها تعداد یکسانی کاربر ندارند. برای مثال شبکه سرورها ممکن است فقط 20 سیستم داشته باشد اما شبکه کاربران یک سازمان دارای چند صد کامپیوتر باشد.
با استفاده از VLSM میتوان IP Addressها را بهینه مصرف کرد و از هدر رفتن آدرسها جلوگیری نمود.
تفاوت FLSM و VLSM
| FLSM | VLSM |
| تمام Subnetها اندازه یکسان دارند | Subnetها میتوانند اندازه متفاوت داشته باشند |
| پیادهسازی سادهتر | طراحی حرفهایتر و بهینهتر |
| مصرف بیشتر IP | صرفهجویی در IP Address |
مثال عملی VLSM در طراحی شبکه
فرض کنید شبکه اصلی زیر را داریم:
192.168.50.0/24
نیازهای شبکه:
- واحد کاربران: 100 سیستم
- دوربینهای مداربسته: 40 دستگاه
- سرورها: 20 دستگاه
- تجهیزات شبکه: 10 دستگاه
ابتدا بزرگترین شبکه را اختصاص میدهیم.
100 سیستم نیاز به حداقل 126 IP دارد:
192.168.50.0/25
شبکه بعدی:
40 دوربین نیاز به 62 IP دارد:
192.168.50.128/26
شبکه سرورها:
20 سرور:
192.168.50.192/27
با این روش فضای IP بدون هدر رفت تقسیم میشود.
Subnetting و VLAN در شبکههای سازمانی
در شبکههای حرفهای معمولا Subnetting همراه با VLAN استفاده میشود.
هر VLAN یک Broadcast Domain جدا ایجاد کرده و معمولا یک Subnet اختصاصی دارد.
برای مثال در یک شرکت میتوان ساختار زیر را ایجاد کرد:
| VLAN | کاربرد | Subnet |
| 10 | کاربران | 192.168.10.0/24 |
| 20 | سرورها | 192.168.20.0/27 |
| 30 | دوربینها | 192.168.30.0/26 |
| 40 | VoIP | 192.168.40.0/27 |
اهمیت Subnetting در شبکههای VoIP و دوربین مداربسته
در شبکههای امروزی مانند سازمانها، کارخانهها و شرکتها، جدا کردن ترافیک تجهیزات مختلف اهمیت زیادی دارد.
- شبکه VoIP بهتر است Subnet جداگانه داشته باشد تا کیفیت تماسها حفظ شود.
- دوربینهای IP بهتر است در VLAN و Subnet مستقل قرار گیرند تا Broadcast و ترافیک اضافی کاهش یابد.
- سرورها باید در شبکهای جدا از کاربران قرار گرفته و توسط Firewall کنترل شوند.
آموزش Subnetting در تجهیزات Cisco
در شبکههای سازمانی، تجهیزات Cisco مانند Router و Layer 3 Switch وظیفه Routing بین Subnetهای مختلف را بر عهده دارند.
برای ارتباط بین چند شبکه IP، باید روی Interfaceهای روتر یا VLAN Interfaceها آدرس IP مناسب تنظیم شود.
به عنوان مثال فرض کنید دو شبکه زیر داریم:
Network 1 : 192.168.10.0/24
Network 2 : 192.168.20.0/24
برای ارتباط این دو شبکه، یک Router یا Switch Layer 3 نیاز است که برای هر شبکه یک Gateway تعریف کند.
تنظیم Subnet روی Cisco Router
نمونه تنظیم Interface روی روتر Cisco:
Router(config)# interface gigabitEthernet 0/0
Router(config-if)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
Router(config-if)# no shutdown
در این مثال:
- 192.168.10.1 آدرس Gateway شبکه کاربران است.
- 255.255.255.0 همان Subnet Mask شبکه /24 میباشد.
- با دستور no shutdown اینترفیس فعال میشود.
Subnetting در Cisco Layer 3 Switch
در شبکههای بزرگ معمولا به جای Router از سوئیچهای لایه 3 مانند Cisco Catalyst استفاده میشود.
برای ایجاد Gateway هر VLAN از SVI استفاده میکنیم.
Switch(config)# interface vlan 10
Switch(config-if)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
Switch(config-if)# no shutdown
اکنون VLAN 10 دارای Gateway اختصاصی شده و میتواند با سایر Subnetها ارتباط برقرار کند.
سناریوی CCNA برای محاسبه Subnet
در آزمونهای CCNA معمولا سوالاتی درباره تقسیم شبکه مطرح میشود.
سوال:
شبکه 172.16.0.0/16 را به 8 شبکه تقسیم کنید.
مرحله اول:
برای ایجاد 8 شبکه نیاز به 3 بیت داریم:
2³ = 8 Subnet
پس Prefix جدید:
/16 + 3 = /19
Subnet Mask جدید:
255.255.224.0
هر Subnet دارای:
8190 Host قابل استفاده
Subnetting در MikroTik
در تجهیزات MikroTik نیز برای ایجاد شبکههای مختلف و مدیریت Routing از Subnet استفاده میشود.
تنظیم IP روی MikroTik:
/ip address add address=192.168.10.1/24 interface=ether2
مشاهده IPهای تنظیم شده:
/ip address print
در MikroTik میتوان برای هر VLAN یا Interface یک Subnet جداگانه تعریف کرد.
نکات مهم Subnetting برای متخصصان شبکه
- همیشه قبل از طراحی شبکه، تعداد کاربران و تجهیزات آینده را در نظر بگیرید.
- برای شبکههای بزرگ از VLSM استفاده کنید.
- شبکههای حساس مانند سرور، VoIP و دوربین را جدا کنید.
- Subnet مناسب باعث کاهش Broadcast و افزایش امنیت میشود.
- در طراحی VLAN، برای هر VLAN یک Subnet اختصاص دهید.
روش سریع محاسبه Subnet بدون ماشین حساب
یکی از مهارتهای مهم برای متخصصان شبکه، توانایی محاسبه سریع Subnet بدون استفاده از ابزارهای جانبی است. این مهارت در آزمونهایی مانند CCNA و همچنین هنگام طراحی شبکه بسیار کاربردی است.
برای محاسبه سریع Subnet کافی است سه مقدار اصلی را بدانید:
- Subnet Mask
- Block Size
- محدوده IPهای قابل استفاده
مثال:
192.168.5.0/27
ابتدا Subnet Mask مربوط به /27 را پیدا میکنیم:
255.255.255.224
محاسبه Block Size:
256 – 224 = 32
بنابراین شبکهها با فاصله 32 عددی ایجاد میشوند:
- 192.168.5.0
- 192.168.5.32
- 192.168.5.64
- 192.168.5.96
- 192.168.5.128
تکنیکهای مهم Subnetting برای مصاحبه شبکه
در مصاحبههای کاری مربوط به شبکه معمولا سوالات Subnetting برای بررسی سطح دانش عملی کارشناس مطرح میشود.
سوال ۱: چند Host در شبکه /28 وجود دارد؟
پاسخ:
2 به توان 4 – 2 = 14 Host
زیرا در /28 چهار بیت برای Host باقی میماند.
سوال ۲: اولین و آخرین IP شبکه 192.168.20.0/26 چیست؟
پاسخ:
| نوع آدرس | IP |
| Network | 192.168.20.0 |
| First Host | 192.168.20.1 |
| Last Host | 192.168.20.62 |
| Broadcast | 192.168.20.63 |
ابزارهای آنلاین محاسبه Subnet
برای طراحی سریع شبکه و بررسی محاسبات Subnet میتوان از ابزارهای مختلف استفاده کرد. این ابزارها مخصوصا برای طراحی شبکههای بزرگ بسیار مفید هستند.
- Subnet Calculator برای محاسبه IP Range
- CIDR Calculator برای تبدیل Prefix به Subnet Mask
- IP Planning Tools برای طراحی آدرسدهی سازمانی
البته یک متخصص شبکه حرفهای باید بتواند محاسبات پایه را بدون وابستگی به ابزار انجام دهد.
اشتباهات رایج در Subnetting
بسیاری از مشکلات شبکه به دلیل طراحی اشتباه Subnet رخ میدهد. مهمترین خطاها عبارتند از:
- انتخاب Subnet کوچک برای شبکهای که در آینده رشد خواهد کرد.
- قرار دادن تجهیزات حساس مانند سرورها و دوربینها در یک Broadcast Domain.
- اشتباه در تعیین Gateway کاربران.
- استفاده نکردن از VLSM در شبکههای بزرگ.
- اختصاص دادن IP تکراری به تجهیزات شبکه.
نقش Subnetting در امنیت شبکه
Subnetting تنها برای مدیریت IP استفاده نمیشود، بلکه یکی از پایههای امنیت شبکه نیز محسوب میشود.
با جدا کردن بخشهای مختلف شبکه میتوان قوانین امنیتی دقیقتری روی Firewall اعمال کرد.
- جلوگیری از دسترسی مستقیم کاربران به سرورها
- محدود کردن ارتباط دوربینها با شبکه اصلی
- کنترل دسترسی VLANهای مختلف
- ایجاد سیاستهای Firewall بین Subnetها
جمعبندی آموزش Subneting
Subnetting یکی از مهمترین مهارتهای شبکه است که در طراحی، پیادهسازی و مدیریت زیرساختهای IT کاربرد فراوان دارد.
با یادگیری مفاهیمی مانند Subnet Mask، CIDR، VLSM، FLSM و محاسبه IP Range میتوان شبکههایی استاندارد، امن و قابل توسعه طراحی کرد.
متخصصان شبکه در مسیر یادگیری CCNA، CCNP و مدیریت زیرساخت باید تسلط کاملی بر Subnetting داشته باشند، زیرا تقریبا در تمام پروژههای واقعی شبکه از طراحی VLAN تا تنظیمات Routing به این دانش نیاز خواهند داشت.
سوالات متداول درباره Subnetting
در این بخش به مهمترین سوالات متداول درباره Subneting پاسخ میدهیم. این سوالات برای کاربران، دانشجویان شبکه و افرادی که قصد یادگیری CCNA دارند کاربردی است.
Subneting چیست؟
Subneting فرآیندی برای تقسیم یک شبکه بزرگ IP به چند شبکه کوچکتر است. این کار باعث کاهش Broadcast، افزایش امنیت و مدیریت بهتر آدرسهای IP میشود.
چرا باید Subnetting را یاد بگیریم؟
تقریبا در تمام شبکههای سازمانی، دیتاسنترها، شبکههای دوربین مداربسته، VoIP و سرورها از Subnet استفاده میشود. یک متخصص شبکه بدون دانش Subnetting نمیتواند شبکه استاندارد طراحی کند.
تفاوت Subnet Mask و IP Address چیست؟
IP Address شناسه یک دستگاه در شبکه است، اما Subnet Mask مشخص میکند این دستگاه در کدام شبکه قرار دارد و بخش Network و Host را مشخص میکند.
آیا Subnetting فقط برای IPv4 استفاده میشود؟
خیر. مفهوم تقسیمبندی شبکه در IPv6 نیز وجود دارد، اما روش آدرسدهی و محاسبات آن با IPv4 متفاوت است.
جمعبندی نکات کلیدی Subnetting
- Subnetting باعث تقسیم شبکههای بزرگ به شبکههای کوچکتر میشود.
- Subnet Mask مشخص کننده بخش Network و Host است.
- CIDR روش استاندارد نمایش Subnet Mask است.
- VLSM باعث مصرف بهینه IP Address میشود.
- در شبکههای سازمانی هر VLAN معمولا یک Subnet اختصاصی دارد.
- Subnetting یکی از مباحث مهم آزمونهای CCNA و CCNP است.
تصویر پیشنهادی مقاله برای سئو
عنوان تصویر شاخص:
آموزش Subneting و محاسبه Subnet Mask در شبکههای کامپیوتری
Alt تصویر پیشنهادی:
آموزش Subnetting، Subnet Mask و تقسیم بندی شبکه IP
