IPv4-адресация для начинающих: классы, маски подсети и CIDR-нотация
Основы IPv4-адресации: десятичный и двоичный формат, классы адресов, маски, CIDR, частные и публичные адреса, VLSM — с примерами расчётов.
Уровень: CCNA (начальный–средний) Время чтения: ~25 минут Что вы узнаете: как устроен IPv4-адрес, зачем нужны классы и маски подсети, как считать сетевые и широковещательные адреса, что такое CIDR и VLSM
Содержание
- Что такое IP-адрес и зачем он нужен
- Десятичная и двоичная запись IPv4
- Классы IPv4-адресов (A, B, C, D, E)
- Маска подсети: что это и как работает
- CIDR-нотация и бесклассовая маршрутизация
- Частные и публичные адреса (RFC 1918)
- Сетевой адрес, широковещательный адрес и диапазон хостов
- Пошаговые примеры вычислений
- VLSM — маски подсети переменной длины
- Шпаргалка для экзамена CCNA
- Частые ошибки новичков
- Заключение
1. Что такое IP-адрес и зачем он нужен
Каждое устройство, подключённое к сети, нуждается в уникальном идентификаторе — точно так же, как каждый дом на улице имеет свой почтовый адрес. Без него почтальон (а в нашем случае — маршрутизатор) просто не будет знать, куда доставить посылку (пакет данных).
IP-адрес (Internet Protocol address) — это логический 32-битный адрес, который назначается сетевому интерфейсу устройства для идентификации в сети, использующей протокол IP версии 4.
Ключевые факты об IPv4-адресе
- Длина: 32 бита (4 байта).
- Общее количество возможных адресов: 2³² = 4 294 967 296 (около 4,3 миллиарда).
- Записывается в формате dotted decimal (десятичная запись через точку):
192.168.1.10. - Каждый адрес состоит из двух логических частей: сетевая часть (Network ID) и хостовая часть (Host ID).
IP-адрес: 192.168.1.10
┌──────────┐ ┌──┐
│ Сетевая │ │Хо│
│ часть │ │ст│
└──────────┘ └──┘Сетевая часть определяет, к какой сети принадлежит устройство. Хостовая часть определяет конкретное устройство внутри этой сети.
Аналогия: Представьте адрес «ул. Пушкина, дом 15». Улица Пушкина — это сетевая часть (определяет район), а дом 15 — хостовая часть (конкретное здание на этой улице).
Где именно проходит граница между сетевой и хостовой частью, определяет маска подсети — о ней мы поговорим подробно чуть позже.
2. Десятичная и двоичная запись IPv4
2.1. Почему важно понимать двоичную систему
Компьютеры и сетевое оборудование не работают с десятичными числами — они оперируют битами (0 и 1). Когда маршрутизатор Cisco принимает решение о пересылке пакета, он сравнивает IP-адрес назначения с таблицей маршрутизации побитово. Поэтому для понимания IPv4, а тем более для сдачи экзамена CCNA, необходимо уверенно переводить числа из десятичной системы в двоичную и обратно.
2.2. Структура адреса
IPv4-адрес состоит из 4 октетов (octet — группа из 8 бит), разделённых точками:
Десятичная запись: 192 . 168 . 1 . 10
Двоичная запись: 11000000.10101000.00000001.00001010
Октет: 1-й 2-й 3-й 4-й
Биты: [1-8] [9-16] [17-24] [25-32]Каждый октет может принимать значения от 0 (00000000) до 255 (11111111).
2.3. Как переводить десятичное число в двоичное
Каждый бит в октете имеет свой «вес» — степень двойки:
Позиция бита: 7 6 5 4 3 2 1 0
Вес (степень): 2⁷ 2⁶ 2⁵ 2⁴ 2³ 2² 2¹ 2⁰
Значение: 128 64 32 16 8 4 2 1Пример: Переведём число 200 в двоичный формат.
| Шаг | Вопрос | Ответ | Бит | Остаток |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 200 ≥ 128? | Да | 1 | 200 − 128 = 72 |
| 2 | 72 ≥ 64? | Да | 1 | 72 − 64 = 8 |
| 3 | 8 ≥ 32? | Нет | 0 | 8 |
| 4 | 8 ≥ 16? | Нет | 0 | 8 |
| 5 | 8 ≥ 8? | Да | 1 | 8 − 8 = 0 |
| 6 | 0 ≥ 4? | Нет | 0 | 0 |
| 7 | 0 ≥ 2? | Нет | 0 | 0 |
| 8 | 0 ≥ 1? | Нет | 0 | 0 |
Результат: 200₁₀ = 11001000₂
Обратный перевод (двоичное → десятичное):
1 1 0 0 1 0 0 0
× × × × × × × ×
128+64+ 0+ 0+ 8+ 0+ 0+ 0 = 2002.4. Полный пример перевода IP-адреса
Переведём 192.168.1.10 в двоичный формат:
192 = 128+64 = 11000000
168 = 128+32+8 = 10101000
1 = 1 = 00000001
10 = 8+2 = 00001010
Результат: 11000000.10101000.00000001.00001010Совет для CCNA: На экзамене вам не дадут калькулятор. Выучите степени двойки наизусть: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024. Потренируйтесь переводить октеты за 10–15 секунд — это сэкономит массу времени.
3. Классы IPv4-адресов (A, B, C, D, E)
3.1. Зачем придумали классы
В начале 1980-х годов, когда Интернет только зарождался, инженеры разработали систему классовой адресации (classful addressing), описанную в RFC 791. Идея была простой: по первым битам IP-адреса можно мгновенно определить, какая часть адреса относится к сети, а какая — к хосту. Маршрутизаторам не нужно было передавать маску подсети — она подразумевалась автоматически.
3.2. Таблица классов
| Класс | Первые биты | Диапазон 1-го октета | Маска по умолчанию | Формат (S=сеть, H=хост) | Кол-во сетей | Кол-во хостов на сеть |
|---|---|---|---|---|---|---|
| A | 0xxxxxxx | 1–126 | 255.0.0.0 (/8) | S.H.H.H | 126 | 16 777 214 |
| B | 10xxxxxx | 128–191 | 255.255.0.0 (/16) | S.S.H.H | 16 384 | 65 534 |
| C | 110xxxxx | 192–223 | 255.255.255.0 (/24) | S.S.S.H | 2 097 152 | 254 |
| D | 1110xxxx | 224–239 | — | Multicast | — | — |
| E | 1111xxxx | 240–255 | — | Зарезервирован | — | — |
3.3. Подробнее о каждом классе
Класс A (1.0.0.0 – 126.255.255.255)
- Первый бит всегда 0.
- Сетевая часть: первые 8 бит (1 октет).
- Хостовая часть: оставшиеся 24 бита (3 октета).
- Предназначен для очень крупных сетей (правительства, крупнейшие корпорации).
- Количество хостов: 2²⁴ − 2 = 16 777 214.
- Адрес
127.x.x.xзарезервирован для loopback (обратной петли), поэтому диапазон заканчивается на 126.
Пример: 10.50.100.5 / 255.0.0.0
── ──────────
Сеть 10 Хост 50.100.5Класс B (128.0.0.0 – 191.255.255.255)
- Первые два бита: 10.
- Сетевая часть: 16 бит (2 октета).
- Хостовая часть: 16 бит (2 октета).
- Для средних и крупных организаций (университеты, провайдеры).
- Количество хостов: 2¹⁶ − 2 = 65 534.
Пример: 172.16.5.200 / 255.255.0.0
────── ───────
Сеть 172.16 Хост 5.200Класс C (192.0.0.0 – 223.255.255.255)
- Первые три бита: 110.
- Сетевая часть: 24 бита (3 октета).
- Хостовая часть: 8 бит (1 октет).
- Для небольших организаций и домашних сетей.
- Количество хостов: 2⁸ − 2 = 254.
Пример: 192.168.1.50 / 255.255.255.0
───────── ──
Сеть 192.168.1 Хост 50Класс D (224.0.0.0 – 239.255.255.255)
- Первые четыре бита: 1110.
- Используется для многоадресной рассылки (multicast).
- Не назначается отдельным хостам.
- Примеры:
224.0.0.5(OSPF All Routers),224.0.0.9(RIPv2).
Класс E (240.0.0.0 – 255.255.255.255)
- Первые четыре бита: 1111.
- Зарезервирован для экспериментальных целей.
- Адрес
255.255.255.255— ограниченный широковещательный адрес (limited broadcast).
3.4. Специальные адреса, которые нужно запомнить
| Адрес / диапазон | Назначение |
|---|---|
0.0.0.0 | «Эта сеть» (this network), маршрут по умолчанию |
127.0.0.0/8 | Loopback (обратная петля), чаще всего 127.0.0.1 |
255.255.255.255 | Limited broadcast (ограниченная широковещательная рассылка) |
169.254.0.0/16 | Link-local (APIPA) — автоматическая адресация при отсутствии DHCP |
3.5. Проблема классовой адресации
Система классов имеет фундаментальный недостаток — крайне неэффективное использование адресного пространства.
Допустим, компании нужна сеть на 500 хостов:
- Класс C (254 хоста) — не хватает.
- Класс B (65 534 хоста) — выделяется целый блок, из которого 65 034 адреса пропадают впустую.
Именно эта проблема привела к разработке бесклассовой адресации — CIDR.
4. Маска подсети: что это и как работает
4.1. Определение
Маска подсети (subnet mask) — это 32-битное число, которое определяет, какая часть IP-адреса относится к сети, а какая — к хосту.
Правило маски простое:
- Единицы (1) обозначают сетевую часть.
- Нули (0) обозначают хостовую часть.
- Все единицы идут непрерывно слева, все нули — непрерывно справа.
Пример маски 255.255.255.0 в двоичном виде:
11111111.11111111.11111111.00000000
├──── Сетевая часть ─────┤├─ Хосты ┤
24 единицы 8 нулей4.2. Допустимые и недопустимые маски
Допустимые (непрерывная последовательность единиц, затем нулей):
11111111.11111111.11111111.00000000 = 255.255.255.0 ✓
11111111.11111111.11110000.00000000 = 255.255.240.0 ✓
11111111.11111111.11111111.11000000 = 255.255.255.192 ✓Недопустимые (единицы и нули перемешаны):
11111111.00001111.11111111.00000000 = 255.15.255.0 ✗
11111111.11111111.10101010.00000000 = 255.255.170.0 ✗4.3. Допустимые значения октета маски
Поскольку единицы в маске идут непрерывно, каждый октет может принимать только определённые значения:
| Двоичное значение | Десятичное | Количество сетевых бит в октете |
|---|---|---|
00000000 | 0 | 0 |
10000000 | 128 | 1 |
11000000 | 192 | 2 |
11100000 | 224 | 3 |
11110000 | 240 | 4 |
11111000 | 248 | 5 |
11111100 | 252 | 6 |
11111110 | 254 | 7 |
11111111 | 255 | 8 |
Запомните ряд: 0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254, 255. Эти и только эти значения могут встречаться в октете маски подсети.
4.4. Как маска «разделяет» адрес
Чтобы определить сетевой адрес, выполняется побитовая операция AND между IP-адресом и маской:
IP-адрес: 192.168.1.130 = 11000000.10101000.00000001.10000010
Маска: 255.255.255.192 = 11111111.11111111.11111111.11000000
─────────────────────────────────────
AND → 192.168.1.128 = 11000000.10101000.00000001.10000000
(Сетевой адрес)Логика операции AND:
1 AND 1 = 1
1 AND 0 = 0
0 AND 1 = 0
0 AND 0 = 0Проще говоря: маска «обнуляет» хостовую часть адреса, оставляя только сетевую.
5. CIDR-нотация и бесклассовая маршрутизация
5.1. Что такое CIDR
CIDR (Classless Inter-Domain Routing) — бесклассовая междоменная маршрутизация — метод адресации и маршрутизации, описанный в RFC 4632 (ранее RFC 1519, 1993 год). CIDR полностью отказывается от жёсткого деления на классы A, B, C и позволяет задавать маску подсети любой длины.
5.2. Нотация
Вместо того чтобы писать маску полностью, в CIDR используется косая черта (slash) и число, обозначающее количество единичных бит в маске — так называемая длина префикса (prefix length):
Классическая запись: 192.168.1.0 маска 255.255.255.0
CIDR-запись: 192.168.1.0/24
/24 означает, что первые 24 бита — сетевая часть.5.3. Таблица соответствия CIDR и масок
| Префикс | Маска подсети | Кол-во адресов | Кол-во хостов | «Размер блока» |
|---|---|---|---|---|
| /8 | 255.0.0.0 | 16 777 216 | 16 777 214 | — |
| /16 | 255.255.0.0 | 65 536 | 65 534 | — |
| /20 | 255.255.240.0 | 4 096 | 4 094 | 16 (в 3-м октете) |
| /21 | 255.255.248.0 | 2 048 | 2 046 | 8 |
| /22 | 255.255.252.0 | 1 024 | 1 022 | 4 |
| /23 | 255.255.254.0 | 512 | 510 | 2 |
| /24 | 255.255.255.0 | 256 | 254 | 256 (в 4-м октете) |
| /25 | 255.255.255.128 | 128 | 126 | 128 |
| /26 | 255.255.255.192 | 64 | 62 | 64 |
| /27 | 255.255.255.224 | 32 | 30 | 32 |
| /28 | 255.255.255.240 | 16 | 14 | 16 |
| /29 | 255.255.255.248 | 8 | 6 | 8 |
| /30 | 255.255.255.252 | 4 | 2 | 4 |
| /31 | 255.255.255.254 | 2 | 2* | 2 |
| /32 | 255.255.255.255 | 1 | 1 (хост-маршрут) | 1 |
/31 — специальный случай (RFC 3021): используется для point-to-point линков между двумя маршрутизаторами, без сетевого и широковещательного адреса.
5.4. Преимущества CIDR
-
Эффективное использование адресного пространства. Можно выделить ровно столько адресов, сколько нужно (с округлением до степени двойки).
-
Агрегация маршрутов (route summarization / supernetting). Несколько сетей можно объединить в одну запись таблицы маршрутизации:
Без CIDR (4 записи): С CIDR (1 запись):
192.168.0.0/24 192.168.0.0/22
192.168.1.0/24 (покрывает все четыре сети)
192.168.2.0/24
192.168.3.0/24- Уменьшение таблиц маршрутизации в магистральных маршрутизаторах Интернета.
6. Частные и публичные адреса (RFC 1918)
6.1. Зачем нужны частные адреса
Публичных IPv4-адресов — около 4,3 миллиарда. Этого катастрофически мало для современного мира, где к Интернету подключены десятки миллиардов устройств. Чтобы экономить публичное адресное пространство, в RFC 1918 (1996 год) были выделены три диапазона частных (private) адресов, которые:
- Не маршрутизируются в Интернете — провайдеры обязаны отбрасывать пакеты с такими адресами.
- Могут свободно использоваться любой организацией внутри своей сети.
- Могут повторяться в разных организациях без конфликтов.
6.2. Диапазоны частных адресов
| Класс | Диапазон | CIDR-нотация | Кол-во адресов |
|---|---|---|---|
| A | 10.0.0.0 – 10.255.255.255 | 10.0.0.0/8 | 16 777 216 |
| B | 172.16.0.0 – 172.31.255.255 | 172.16.0.0/12 | 1 048 576 |
| C | 192.168.0.0 – 192.168.255.255 | 192.168.0.0/16 | 65 536 |
6.3. Как частные адреса выходят в Интернет
Для связи с Интернетом используется технология NAT (Network Address Translation) — маршрутизатор (или межсетевой экран) заменяет частный адрес источника на свой публичный адрес при отправке пакета наружу и выполняет обратную подмену при получении ответа.
Внутренняя сеть Маршрутизатор с NAT Интернет
┌─────────────┐ ┌───────────────┐ ┌──────────┐
│ PC1: 192.168│ │ Внутр: .1 │ │ │
│ .1.10 │────────────▶│ Внешн: 203.0. │─────────▶│ Сервер │
│ │ Src: .10 │ 113.5 │ Src: │ 8.8.8.8 │
└─────────────┘ │ NAT: .10→.5 │ 203.0. │ │
└───────────────┘ 113.5 └──────────┘6.4. Публичные адреса
Все остальные адреса (за исключением зарезервированных и специальных) считаются публичными. Они уникальны глобально и маршрутизируются в Интернете. Выдачей публичных адресов занимаются региональные интернет-регистратуры (RIR): ARIN, RIPE NCC, APNIC, LACNIC, AFRINIC.
6.5. Быстрая проверка: частный или публичный?
Адрес начинается с 10.x.x.x? → Частный (класс A)
Адрес 172.16.0.0 – 172.31.255.255? → Частный (класс B)
(второй октет от 16 до 31)
Адрес 192.168.x.x? → Частный (класс C)
Всё остальное (кроме специальных)? → Публичный7. Сетевой адрес, широковещательный адрес и диапазон хостов
7.1. Три ключевых понятия
Для любой подсети существуют три критически важные характеристики:
| Понятие | Описание | Можно ли назначить хосту? |
|---|---|---|
| Сетевой адрес (Network Address) | Адрес, в котором все биты хостовой части = 0. Идентифицирует саму подсеть. | ❌ Нет |
| Широковещательный адрес (Broadcast Address) | Адрес, в котором все биты хостовой части = 1. Пакет, отправленный на этот адрес, получат все хосты подсети. | ❌ Нет |
| Диапазон хостов (Usable Host Range) | Все адреса между сетевым и широковещательным. | ✅ Да |
Формула количества используемых хостов:
Количество хостов = 2ⁿ − 2
где n = количество бит в хостовой части (количество нулей в маске)Минус 2, потому что из диапазона исключаются сетевой и широковещательный адреса.
7.2. Визуальный пример
Возьмём подсеть 192.168.1.0/24:
Маска: /24 → хостовая часть = 32 − 24 = 8 бит
Количество адресов: 2⁸ = 256
Количество хостов: 256 − 2 = 254
Сетевой адрес: 192.168.1.0 ← все хостовые биты = 0
Первый хост: 192.168.1.1 ← минимальный используемый
Последний хост: 192.168.1.254 ← максимальный используемый
Широковещательный: 192.168.1.255 ← все хостовые биты = 18. Пошаговые примеры вычислений
Пример 1. Простой — /24
Дано: IP-адрес хоста 10.1.1.50/24
Шаг 1. Определим маску: /24 → 255.255.255.0
Шаг 2. Хостовые биты: 32 − 24 = 8
Шаг 3. Размер блока (количество адресов): 2⁸ = 256
Поскольку маска заканчивается ровно на границе октета, всё просто:
Сетевой адрес: 10.1.1.0
Первый хост: 10.1.1.1
Последний хост: 10.1.1.254
Broadcast: 10.1.1.255
Хостов: 256 − 2 = 254Пример 2. Средний — /26
Дано: IP-адрес хоста 192.168.10.130/26
Шаг 1. Маска: /26 → 255.255.255.192
Разберём 4-й октет маски в двоичном виде:
192 = 11000000 → 2 бита сети + 6 бит хостов (в последнем октете)
Шаг 2. Хостовые биты: 32 − 26 = 6 Шаг 3. Размер блока: 2⁶ = 64 Шаг 4. Определим «интересный» октет — тот, где маска не 255 и не 0. Это 4-й октет (значение маски 192).
Шаг 5. Найдём сетевой адрес. Подсети начинаются с шагом 64 в 4-м октете:
Подсеть 0: 192.168.10.0 (хосты 1–62, broadcast 63)
Подсеть 64: 192.168.10.64 (хосты 65–126, broadcast 127)
Подсеть 128: 192.168.10.128 (хосты 129–190, broadcast 191) ← наш адрес 130 попадает сюда
Подсеть 192: 192.168.10.192 (хосты 193–254, broadcast 255)Результат:
Сетевой адрес: 192.168.10.128
Первый хост: 192.168.10.129
Последний хост: 192.168.10.190
Broadcast: 192.168.10.191
Хостов: 64 − 2 = 62Проверка через AND (побитово, 4-й октет):
130 = 10000010
192 = 11000000
AND = 10000000 = 128 ✓ → сетевой адрес: 192.168.10.128Пример 3. Сложный — /20
Дано: IP-адрес хоста 172.16.35.200/20
Шаг 1. Маска: /20 → 255.255.240.0
Первые два октета: 255.255 (полностью сеть)
Третий октет: 240 = 11110000 (4 бита сети + 4 бита хостов)
Четвёртый октет: 0 (полностью хосты)Шаг 2. Хостовые биты: 32 − 20 = 12 Шаг 3. Размер блока в 3-м октете: 256 − 240 = 16 Шаг 4. «Интересный» октет — 3-й (значение маски 240).
Шаг 5. Подсети с шагом 16 в 3-м октете:
172.16.0.0/20 (3-й октет: 0–15)
172.16.16.0/20 (3-й октет: 16–31)
172.16.32.0/20 (3-й октет: 32–47) ← 35 попадает сюда
172.16.48.0/20 (3-й октет: 48–63)
...Шаг 6. Вычисляем адреса:
Сетевой адрес: 172.16.32.0
Первый хост: 172.16.32.1
Последний хост: 172.16.47.254
Broadcast: 172.16.47.255
Хостов: 2¹² − 2 = 4094Как получили broadcast? Следующая подсеть начинается с 172.16.48.0, значит broadcast текущей — 172.16.47.255.
Проверка AND (3-й октет):
35 = 00100011
240 = 11110000
AND = 00100000 = 32 ✓ → третий октет сетевого адреса = 32Пример 4. Point-to-point — /30
Дано: Канал между двумя маршрутизаторами, адрес 10.0.0.25/30
Шаг 1. Маска: /30 → 255.255.255.252
Шаг 2. Хостовые биты: 2
Шаг 3. Размер блока: 2² = 4
Шаг 4. Подсети с шагом 4 в 4-м октете:
10.0.0.0/30 (хосты: .1, .2; broadcast: .3)
10.0.0.4/30 (хосты: .5, .6; broadcast: .7)
...
10.0.0.24/30 (хосты: .25, .26; broadcast: .27) ← наш адрес
10.0.0.28/30 (хосты: .29, .30; broadcast: .31)Результат:
Сетевой адрес: 10.0.0.24
Первый хост (R1): 10.0.0.25
Второй хост (R2): 10.0.0.26
Broadcast: 10.0.0.27
Хостов: 4 − 2 = 2/30 — стандартный выбор для point-to-point соединений, так как даёт ровно 2 адреса для хостов.
Универсальный алгоритм (шпаргалка)
1. Определите маску по длине префикса.
2. Найдите «интересный» октет (где маска не 0 и не 255).
3. Вычислите размер блока: 256 − значение маски в интересном октете.
4. Найдите ближайшее кратное размеру блока, не превышающее
значение интересного октета в IP-адресе → это сетевой адрес.
5. Broadcast = следующая подсеть минус 1.
6. Первый хост = сетевой адрес + 1.
7. Последний хост = broadcast − 1.
8. Количество хостов = 2^(32−префикс) − 2.9. VLSM — маски подсети переменной длины
9.1. Что такое VLSM
VLSM (Variable Length Subnet Mask) — технология, позволяющая использовать разные маски подсети для разных подсетей внутри одной сети. Без VLSM все подсети в сети должны иметь одинаковую маску, что приводит к колоссальным потерям адресного пространства.
9.2. Проблема без VLSM
Представим, что у нас сеть 192.168.1.0/24 (254 хоста) и нужно разделить её на подсети:
| Подсеть | Требуемое кол-во хостов |
|---|---|
| Офис A | 100 |
| Офис B | 50 |
| Офис C | 25 |
| WAN-канал 1 | 2 |
| WAN-канал 2 | 2 |
Без VLSM (классический subnetting): все подсети получают одинаковую маску. Наибольшая подсеть — 100 хостов, значит нужна маска /25 (126 хостов). Но тогда мы можем создать только 2 подсети из /24, и нам не хватит места для пяти подсетей. Если взять маску /26 (62 хоста), то крупнейшая подсеть (100 хостов) не поместится.
С VLSM: каждой подсети — свою маску, исходя из реальной потребности.
9.3. Пошаговый пример VLSM
Задача: Разбить сеть 192.168.1.0/24 на подсети из таблицы выше.
Правило VLSM: Начинайте с самой большой подсети и двигайтесь к самой маленькой.
Шаг 1. Офис A — 100 хостов
Ближайшая степень двойки: 2⁷ = 128 ≥ 100+2 = 102 ✓ Маска: /25 (128 адресов, 126 хостов)
Подсеть: 192.168.1.0/25
Хосты: 192.168.1.1 – 192.168.1.126
Broadcast: 192.168.1.127Следующий свободный адрес: 192.168.1.128
Шаг 2. Офис B — 50 хостов
Ближайшая степень двойки: 2⁶ = 64 ≥ 50+2 = 52 ✓ Маска: /26 (64 адреса, 62 хоста)
Подсеть: 192.168.1.128/26
Хосты: 192.168.1.129 – 192.168.1.190
Broadcast: 192.168.1.191Следующий свободный адрес: 192.168.1.192
Шаг 3. Офис C — 25 хостов
Ближайшая степень двойки: 2⁵ = 32 ≥ 25+2 = 27 ✓ Маска: /27 (32 адреса, 30 хостов)
Подсеть: 192.168.1.192/27
Хосты: 192.168.1.193 – 192.168.1.222
Broadcast: 192.168.1.223Следующий свободный адрес: 192.168.1.224
Шаг 4. WAN-канал 1 — 2 хоста
Маска: /30 (4 адреса, 2 хоста)
Подсеть: 192.168.1.224/30
Хосты: 192.168.1.225 – 192.168.1.226
Broadcast: 192.168.1.227Следующий свободный адрес: 192.168.1.228
Шаг 5. WAN-канал 2 — 2 хоста
Маска: /30 (4 адреса, 2 хоста)
Подсеть: 192.168.1.228/30
Хосты: 192.168.1.229 – 192.168.1.230
Broadcast: 192.168.1.231Итоговая карта адресации:
192.168.1.0 192.168.1.255
├────────── /25 ──────────┤── /26 ──┤─ /27 ─┤/30┤/30┤free│
│ Офис A (126) │ОфисB(62)│ОфC(30)│W1 │W2 │ │
│ .0 ──────── .127 │.128─.191│.192─ │.224│.228│.232│
│ │ │ .223 │─ │─ │─ │
│ │ │ │.227│.231│.255│Без VLSM использовали бы одинаковую маску и потеряли бы сотни адресов. С VLSM использовали 128+64+32+4+4 = 232 адреса из 256, оставив 24 адреса в резерве.
9.4. Требования к протоколам маршрутизации для VLSM
Не все протоколы маршрутизации поддерживают VLSM. Протокол должен передавать маску подсети вместе с адресом сети в своих обновлениях.
| Протокол | Поддержка VLSM | Тип |
|---|---|---|
| RIPv1 | ❌ Нет | Classful |
| IGRP | ❌ Нет | Classful |
| RIPv2 | ✅ Да | Classless |
| EIGRP | ✅ Да | Classless |
| OSPF | ✅ Да | Classless |
| IS-IS | ✅ Да | Classless |
| BGP | ✅ Да | Classless |
Для CCNA: На экзамене могут спросить, почему RIPv1 не поддерживает VLSM. Ответ: RIPv1 не включает маску подсети в свои обновления маршрутизации, поэтому маршрутизаторы предполагают маску по умолчанию (classful).
10. Шпаргалка для экзамена CCNA
Быстрый перевод префикса в маску
/8 = 255.0.0.0 /20 = 255.255.240.0
/9 = 255.128.0.0 /21 = 255.255.248.0
/10 = 255.192.0.0 /22 = 255.255.252.0
/11 = 255.224.0.0 /23 = 255.255.254.0
/12 = 255.240.0.0 /24 = 255.255.255.0
/13 = 255.248.0.0 /25 = 255.255.255.128
/14 = 255.252.0.0 /26 = 255.255.255.192
/15 = 255.254.0.0 /27 = 255.255.255.224
/16 = 255.255.0.0 /28 = 255.255.255.240
/17 = 255.255.128.0 /29 = 255.255.255.248
/18 = 255.255.192.0 /30 = 255.255.255.252
/19 = 255.255.224.0 /31 = 255.255.255.254
/32 = 255.255.255.255Степени двойки
2¹ = 2 2⁵ = 32 2⁹ = 512
2² = 4 2⁶ = 64 2¹⁰ = 1024
2³ = 8 2⁷ = 128 2¹¹ = 2048
2⁴ = 16 2⁸ = 256 2¹² = 4096Формулы
Количество подсетей = 2ˢ (s = заимствованные биты)
Количество хостов = 2ⁿ − 2 (n = хостовые биты)
Размер блока = 256 − значение «интересного» октета маски
Broadcast = следующая подсеть − 111. Частые ошибки новичков
Ошибка 1: Забывают вычитать 2 из количества адресов
❌ /26 = 64 хоста
✅ /26 = 64 адреса, из них 62 используемых хоста (минус сетевой и broadcast)Ошибка 2: Путают адрес хоста с сетевым адресом
❌ "Сеть 192.168.1.130/26"
✅ "Хост 192.168.1.130 в сети 192.168.1.128/26"Сетевой адрес — это всегда адрес, где все хостовые биты равны нулю.
Ошибка 3: Неправильно определяют «интересный» октет
При маске /20 (255.255.240.0) «интересный» октет — третий (240), а не четвёртый. Размер блока считается именно в этом октете.
Ошибка 4: Начинают VLSM с мелких подсетей
Всегда начинайте с самой большой подсети. Иначе при распределении адресов крупная подсеть может «наехать» на уже выделенные мелкие.
Ошибка 5: Используют classful протоколы с VLSM
Если настроить VLSM в сети с RIPv1, маршрутизаторы будут автоматически подставлять маску по умолчанию (classful) и маршрутизация сломается. Используйте RIPv2, OSPF или EIGRP.
12. Заключение
IPv4-адресация — фундамент, без которого невозможно понять ни маршрутизацию, ни проектирование сетей, ни подготовку к экзамену CCNA. Давайте подведём итог:
Что вы теперь знаете:
- IP-адрес — 32-битный логический адрес, состоящий из сетевой и хостовой частей.
- Классы (A, B, C, D, E) — историческое деление, определяющее маску по умолчанию. Классы D и E не используются для адресации хостов.
- Маска подсети — определяет границу между сетевой и хостовой частью через непрерывную последовательность единиц.
- CIDR — современный подход, позволяющий использовать маску любой длины и агрегировать маршруты.
- Частные адреса (RFC 1918) — 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16 — не маршрутизируются в Интернете.
- Сетевой и широковещательный адреса — первый и последний адреса в подсети, не назначаются хостам.
- VLSM — использование разных масок для разных подсетей, что позволяет эффективно расходовать адресное пространство.
Что делать дальше:
- Практикуйтесь в переводе десятичных чисел в двоичные — доведите до автоматизма.
- Решайте задачи на subnetting каждый день (хотя бы 10–15 минут).
- Настройте VLSM-схему в Cisco Packet Tracer — проверьте связность командой
ping. - Переходите к изучению IPv6, NAT и протоколов маршрутизации.
Золотое правило сетевого инженера: Если вы сомневаетесь — переведите в двоичный формат. Биты не врут.
Эта статья охватывает темы, входящие в раздел «IP Connectivity» экзамена Cisco 200-301 CCNA. Для углублённого изучения рекомендуется официальный учебник Wendell Odom «CCNA 200-301 Official Cert Guide» и практика в Cisco Packet Tracer.