ما هي شبكات IP الفرعية كيفية Subnet IP Network Addresses
ما هي شبكات IP الفرعية؟
يجب أن يكون لكل جهاز على شبكة IP عنوان IP فريد مرتبط به من أجل التواصل مع الآخرين. داخل شبكات المؤسسات، لا يتم استخدام عناوين IP فحسب، بل يتم تجميع مجموعات عناوين IP بشكل عام في شبكات فرعية فردية تحقق عددًا من مزايا الأداء وقابلية التوسع والأمان.
تعمل شبكات IP الفرعية على تقسيم شبكة أكبر بشكل منطقي إلى شبكات فرعية أصغر وأكثر قابلية للإدارة. لا يتطلب ذلك عنوان IP فريدًا فحسب، بل يتطلب أيضًا أقنعة الشبكة الفرعية والبوابات الافتراضية لتحقيق الاتصال المناسب. في هذا المستند، سنشرح الغرض من شبكات IP الفرعية، كيفية قراءتها، جنبًا إلى جنب مع أفضل الممارسات لإنشاء ونشر شبكات فرعية متعددة داخل مؤسستك.
لماذا تحتاج إلى الشبكات الفرعية لشبكات IP؟
هناك عدد من الأسباب التي تجعل الشبكة تتطلب شبكات IP فرعية متعددة. فيما يلي بعض أهم الفوائد:
1. لإنشاء شبكات أصغر داخل شبكة كبيرة
من وجهة نظر تنظيمية، يمكن لمسؤولي الشبكة إنشاء شبكات IP فرعية تجمع الأجهزة المتشابهة معًا لتحسين الإدارة والرؤية. على سبيل المثال، قد تقوم إحدى المؤسسات بإنشاء شبكة IP فرعية للأجهزة الطرفية السلكية بشبكة فرعية منفصلة لخوادم التطبيقات الموجودة في مركز البيانات. يساعد ذلك في تتبع الأجهزة عند إدارة مساحة IP مع المساعدة في تحديد نوع الجهاز بسرعة أثناء استكشاف الأخطاء وإصلاحها.
2. لزيادة عدد عناوين IP المتاحة
في كثير من الحالات، تستخدم الشركات ما يُعرف بمساحة “عنوان IP الخاص” لأجهزتها الداخلية. هذه العناوين فريدة من نوعها في حقيقة أنها غير قابلة للتوجيه عبر الإنترنت ويمكن لأي شخص استخدامها. هناك ثلاثة أنواع من نطاقات عناوين IP الخاصة التي يتم استخدامها بشكل شائع ويمكن تقسيمها إلى شبكات فرعية حسب الحاجة. عندما يتم استهلاك عدد عناوين IP الخاصة داخل شبكة فرعية بالكامل، يمكن للمسؤولين إنشاء شبكة فرعية جديدة ضمن مساحة IP الخاصة هذه لنشر نقاط نهاية إضافية.
3. لتحسين أمن الشبكة
بالنسبة لجهاز موجود داخل شبكة فرعية واحدة للتحدث إلى أخرى، فإنه يستخدم بوابة افتراضية لتوجيه حركة المرور من شبكة فرعية إلى أخرى. في كثير من الحالات، يكون عنوان IP الخاص بالبوابة عبارة عن جهاز توجيه أو مفتاح من الطبقة الثالثة أو جدار حماية. من الممارسات الشائعة لمسؤولي الشبكة إنشاء جدار حماية أو قواعد تحكم في الوصول تقيد شبكات IP الفرعية أو عناوين IP الفردية من الاتصال. يوفر هذا ضوابط أمنية لمنع الوصول غير المصرح به إلى نقاط النهاية أو الخوادم الحساسة.
4. لزيادة موثوقية الشبكة وتقليل زمن الوصول
ترسل نقاط نهاية IP التي ترغب في التواصل مع الآخرين ولكنها لا تعرف عنوان IP الفريد لجهاز الوجهة ما يُعرف باسم عنوان البث. يتم إرسال رسالة البث هذه إلى كل جهاز على الشبكة الفرعية. في شبكات IP الفرعية الكبيرة جدًا، يمكن لحركة البث أن تستهلك هذا المقدار من إنتاجية الشبكة االمتاحة،مما يؤدي إلى إبطاء أو حتى إيقاف حركة المرور الأخرى أثناء عبورها للشبكة. من خلال إنشاء شبكات IP فرعية أصأصغر،تم تقليل كمية أجهزة الشبكة التي تتلقى عمليات البث الفالفردية،ا يؤدي إلى تحسين الموثوقية والأداء.
5. لاستيعاب التوسع في الشبكة
من المهم ملاحظة أن شبكات IP الفرعية يمكن أن تتوسع أو تتقلص حسب الحاجة، بشرط ألا تتداخل مع الشبكات الفرعية الحالية الأخرى المستخدمة حاليًا. يتم تحقيق ذلك عن طريق ضبط قناع الشبكة االفرعية،والذي يحدد العدد الإجمالي لعناوين IP القابلة للاستخدام داخل شبكة فرعية معينة.
6. لاستيعاب نمو الشبكة
يمكن تصميم الشركات التي تخطط لتوسيع كبير داخل شبكة LAN بطريقة توفر الكثير من مساحة الشبكة الفرعية IP. نظرًا لتوسيع الشبكة لاستيعاب المزيد من الأجهزة المتصلة بشبكة LAN، يمكن تكوين مساحات IP هذه التي تم تخصيصها للشبكة المحلية ولكنها لا تزال في وضع الخمول بسهولة واستخدامها.
7. لزيادة قابلية توسيع الشبكة
أولئك الذين يتطلعون إلى توسيع نطاق شبكاتهم خارج الشبكة المحلية للشركة إلى مراكز البيانات البعيدة والسحابات والمواقع البعيدة يمكنهم تخصيص مساحة شبكة IP الفرعية لتلك المواقع.
كيفية تحديد عدد الشبكات الفرعية والمضيفين لشبكة معينة؟
قبل أن يبدأ المسؤولون في تصميم مخطط عنوان IP الذي سيستمر طوال عمر شبكة الإنتاج، من المهم أن تكون قادرًا على فهم وتحديد أنواع مساحة عنوان IP التي ستكون مطلوبة لاستيعاب نقاط النهاية الحالية (المضيفين) وإمكانية النمو في المستقبل.
1. تحديد فئة عنوان IP.
من الناحية الفنية، هناك خمس فئات مختلفة لـ IPv4. يتم تصنيفها من الفئة A إلى الفئة E. ومع ذلك، لا يتم استخدام عناوين الفئة E داخل شبكات المؤسسة وبالتالي يمكن تجاهلها. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم عناوين الفئة D لأغراض الإرسال المتعدد ولا يتم تخصيصها لنقاط النهاية. تُعرف هذه الفئات باسم التوجيه بين المجالات دون فئات (CIDR) وقد تم إنشاؤها في البداية كطريقة لتقليل عدد المسارات التي يتعين على أجهزة توجيه الإنترنت تتبعها. نطاقات الفئات من أ إلى د هي كما يلي:
- الفئة أ: 1.0.0.0 إلى 127.0.0.0
- الفئة ب: 128.0.0.0 إلى 191.255.0.0
- الفئة C: من 192.0.0.0 إلى 223.255.255.0
- الفئة D: 224.0.0.0 إلى 239.255.255.255
لذلك، على سبيل المثال، الجهاز الذي يحتوي على عنوان IP 192.168.10.100 هو عنوان IP خاص في مساحة الفئة C.
2. احسب عدد الفتات في قناع الشبكة الفرعية.
قناع الشبكة الفرعية لـ IP هو عنوان 32 بت يحدد أي جزء من عنوان IP هو عنوان الشبكة وأي جزء من مجموعة عناوين نقطة النهاية الفردية. عند الإدخال في نقطة نهاية، يتم تقسيم قناع الشبكة الفرعية إلى أربع ثماني بتات 8 بت ممثلة بالأرقام من 0 إلى 255.
3. حدد عدد بتات الشبكة وبتات المضيف.
بناءً على تخصيص الشبكة الفرعية 32 بت الذي تم تقسيمه إلى ثماني بتات 8 بت، يمكننا تحديد عدد بتات الشبكة بسرعة مقابل عدد بتات المضيف لشبكة IP فرعية معينة. على سبيل المثال، إذا كان لدينا قناع شبكة فرعية 255.0.0.0 مخصصًا لنقطة نهاية، فهذا يشير إلى أن أول 8 بتات من قناع الشبكة الفرعية 32 بت مخصصة للشبكة وتبقى ثابتة بينما يمكن استخدام الـ 24 بت المتبقية لتخصيص عنوان IP الفردي.
4. احسب عدد الشبكات الفرعية وعدد الأجهزة المضيفة لكل شبكة فرعية.
لنفترض أنك تريد شبكة IP فرعية يمكنها استيعاب ما يصل إلى 254 مضيفًا. للقيام بذلك، يجب علينا تحديد شبكة IP الفرعية المناسبة للشبكة، وترك الشبكة الفرعية المتبقية مخصصة للشبكة. كما تتذكر، يتم تقسيم الشبكات الفرعية إلى ثماني بتات ذات 8 بت تتراوح من 0 إلى 255. ومع ذلك، يمكننا أيضًا تقسيم هذا إلى مزيد من البيانات الثنائية.
يؤدي القيام بذلك إلى إنشاء سلسلة من 8 أرقام مسماة 0 أو واحد. وهكذا، على سبيل المثال، نحن نستخدم شبكة من الفئة B (172.16.0.0، على سبيل المثال) وقناع شبكة فرعية 255.255.0.0 – والذي يترجم إلى تنسيق ثنائي: 11111111.11111111.00000000.00000000. تحدد الأرقام 1 الموجودة على الجانب الأيسر عنوان الشبكة بينما يمكن تخصيص 0 على اليمين للمضيفين.
سينتج عن هذا القناع المعين شبكة يمكنها استيعاب شبكة فرعية واحدة من الفئة B مع 65،024 عنوانًا متاحًا للمضيفين. ومع ذلك، إذا أردنا تقسيم الشبكات إلى شبكات فرعية أصغر تحتوي على ما يصل إلى 254 مضيفًا، فيمكننا تغيير قناع الشبكة الفرعية إلى 255.255.255.0 – أو 11111111.11111111.11111111.00000000 في نظام ثنائي. يتيح لنا القيام بذلك إنشاء 254 شبكة فرعية IP فريدة – يمكن لكل منها استيعاب ما يصل إلى 254 عنوان مضيف.
5. حدد عدد العناوين الصالحة لكل شبكة فرعية.
لنفترض أن لدينا نقطة نهاية بعنوان IP من الفئة C وهو 192.168.0.100 وقناع الشبكة الفرعية 255.255.255.128. في النظام الثنائي، سيتم كتابة هذا 11111111.11111111.11111111.10000000. كما تعلمنا، فإن 1 على اليمين عبارة عن مساحة عنوان الشبكة، بينما الرقم 0 مخصص للمضيفين. إذا ذهبنا من اليسار إلى اليمين على تلك الأصفار، فإن عدد المضيفين المتاحين يتضاعف في كل مرة. هذا يعني أنه يمكن كتابة 7 0 على النحو التالي:
1
2
4
8
16
32
64
إذا أضفنا هذه الأرقام، فسنحصل على 127 عنوانًا متاحًا للمضيفين. ومع ذلك، يتعين علينا أيضًا مراعاة عنوان البث المطلوب لكل شبكة فرعية لـ IP. دائمًا ما يكون عنوان البث هو أعلى عنوان IP في الشبكة الفرعية وسيكون 192.168.0.127. وبالتالي، في هذا المثال، لدينا 126 عنوان مضيف متاح في هذه الشبكة الفرعية يمكن تقسيمها إلى شبكتين فرعيتين مختلفتين IP.
6. استخدم النتائج لإنشاء جدول بكل شبكة فرعية وعنوان الشبكة الفرعية وعنوان الشبكة وعنوان البث وعدد الأجهزة المضيفة والعناوين الصالحة.
إذا كنت ترغب في إنشاء سلسلة من شبكات IP الفرعية يدويًا التي تناسب عدد الشبكات والمضيفين الذين تتوقع تشغيلهم على شبكتك، فيمكن إنشاء جدول يسرد كل شبكة ونطاقات مضيفة. على سبيل المثال، لنفترض أننا نريد إنشاء واستخدام مساحة شبكة من الفئة C تبلغ 192.168.0.0، ونرغب في تقسيم هذه الشبكة إلى ثماني شبكات فرعية – يمكن أن تحتوي كل منها على ما يصل إلى 30 مضيفًا. يُعرف هذا باسم قناع الشبكة الفرعية متغير الطول باستخدام شبكة من الفئة C.
ستستخدم نتيجة مهمة الشبكة الفرعية قناع 255.255.255.224 وستدعم المضيفين التاليين لكل شبكة فرعية:
مساحة الشبكة: 192.168.0.0 – نطاق المضيف القابل للاستخدام: 192.168.0.1-30 عنوان البث: 192.168.0.31
مساحة الشبكة: 192.168.0.32 – نطاق المضيف القابل للاستخدام: 192.168.0.33-62 عنوان البث: 192.168.0.63
مساحة الشبكة: 192.168.0.64 – نطاق المضيف القابل للاستخدام: 192.168.0.64-94 عنوان البث: 192.168.0.95
مساحة الشبكة: 192.168.0.96 – نطاق المضيف القابل للاستخدام: 192.168.0.97-126 عنوان البث: 192.168.0.127
مساحة الشبكة: 192.168.0.128 – نطاق المضيف القابل للاستخدام: 192.168.0.129-158 عنوان البث: 192.168.0.159
مساحة الشبكة: 192.168.0.160 – نطاق المضيف القابل للاستخدام: 192.168.0.161-190 عنوان البث: 192.168.0.191
مساحة الشبكة: 192.168.0.192 – نطاق المضيف القابل للاستخدام: 192.168.0.193-222 عنوان البث: 192.168.0.223
مساحة الشبكة: 192.168.0.224 – نطاق المضيف القابل للاستخدام: 192.168.0.225-254 عنوان البث: 192.168.0.255
7. حاول استخدام حاسبة عنوان IP لتسهيل العملية.
بالنسبة لأولئك الذين بدأوا للتو في تعلم شبكات IP الفرعية، يمكن أن يكون إنشاء جداول الشبكة الفرعية يدويًا مهمة شاقة. لحسن الحظ، هناك العديد من حاسبات الشبكة الفرعية IP المتوفرة مجانًا على الإنترنت. جرب آلة حاسبة للشبكات الفرعية IP هذه أو آلة حاسبة للشبكات الفرعية IP هذه لإنشاء الجداول الخاصة بك.
كيف تصمم نظام IP للشبكات الفرعية؟
عند إنشاء نظام عناوين IP للشبكات الفرعية لمؤسستك، يجب اتخاذ الخطوات التالية لضمان الأداء الأمثل والأمان وقابلية التوسع.
الخطوة 1: فهم الحاجة إلى الشبكات الفرعية
حدد عدد المضيفين والشبكات الفرعية للشبكة التي ستحتاجها مؤسستك الآن وفي المستقبل.
الخطوة 2: تعرف على الأرقام الثنائية
تدرب على تقسيم أربعة عناوين IP ثمانية بت وأقنعة الشبكة الفرعية إلى تنسيقها الثنائي.
الخطوة 3: احسب قناع الشبكة الفرعية
بناءً على عدد الشبكات والمضيفين المطلوبين، قم بتقسيم مساحة IP التي ترغب في استخدامها في شبكات فرعية فردية، كما هو موضح أعلاه.
الخطوة 4: تعرف على عنونة CIDR IP
تأكد من فهم فئات CIDR المختلفة وعناوين IP الخاصة التي تنتمي إلى كل فئة.
الخطوة 5: تعرف على إخفاء الشبكة الفرعية متغيرة الطول
قناع الشبكة الفرعية متغير الطول هو عملية تقسيم شبكة أكبر إلى شبكات فرعية أصغر.
الخطوة 6: فهم IPv6 وخطته الانتقالية
IPv6 هو أسلوب أكثر حداثة لعنونة IP يستخدم عناوين 128 بت بدلاً من عناوين 32 بت المستخدمة في IPv4 . تختلف عنونة IPv6 والشبكات الفرعية إلى حد كبير عن IPv4 وهي خارج نطاق هذا المستند.
الخطوة 7: تدرب على الشبكات الفرعية IPv4 قبل المضي قدمًا
تأكد من أن مهاراتك في الشبكات الفرعية كافية قبل إنشاء مخطط الشبكة الذي سيتم استخدامه في بيئة الإنتاج. قد يؤدي الفشل في القيام بذلك إلى تداخل الشبكات الفرعية التي تتعارض مع بعضها البعض.
الخطوة 8: تعرف على حاسبات الشبكة الفرعية IPv4
يوصى بشدة باستخدام آلة حاسبة لشبكة IP الفرعية للتحقق من مخططات الشبكة قبل استخدامها. إنها سهلة الاستخدام ويمكن الحصول على النتائج في ثوانٍ.
الأسئلة الشائعة حول شبكات IP الفرعية
ما هو عنوان الشبكة الفرعية؟
عنوان الشبكة الفرعية هو وسيلة للتمييز بين عنوان الشبكة ومساحة عنوان المضيف لعناوين IP.
كيف تحسب عدد الشبكات الفرعية في الشبكة؟
خذ عدد بتات المضيف المقترضة للشبكات الفرعية واضربها في اثنين. على سبيل المثال، إذا اقترضنا أربع بتات مضيفة، فإننا نضربها في اثنين ونرى أن لدينا ثماني شبكات فرعية للعمل معها.
ما هي الفئات المختلفة لعناوين IP؟
تُستخدم فئات A وB وC لمخاطبة المضيفين. تستخدم الفئة D لعنونة الإرسال المتعدد. تعتبر عناوين الفئة E “تجريبية” ويجب عدم استخدامها في معظم الشبكات.
كيف تحدد قناع الشبكة الفرعية للشبكة؟
مثال لقناع الشبكة الفرعية IPv4 قد يبدو كالتالي: 255.0.0.0. أول ثماني بتات (255) هي جزء الشبكة من القناع، وبالتالي تظل مساحة عنوان IP المقابلة ثابتة. الثماني بتات الثلاث المتبقية (0.0.0) مخصصة لمساحة عنوان المضيف.
كيف تحسب عنوان بث الشبكة الفرعية؟
إنه دائمًا أعلى عنوان IP ممكن داخل شبكة فرعية.
ما هو الفرق بين عناوين IP ذات التصنيف والفئة؟
تلتزم العناوين المصنفة دائمًا بفئات CIDR – تستخدم عناوين الفئة A وB وC وD و E. عناوين شبكة فرعية متغيرة الطول تسمح للمسؤولين بزيادة فئات CIDR للشبكة الفرعية إلى شبكات فرعية أصغر.
كيف تحدد طول بادئة الشبكة؟
توجد بادئة الشبكة في النظام الثنائي على الجانب الأيسر من قناع الشبكة الفرعية. إذا تم قلب البت إلى 1 ، فهو جزء من بادئة الشبكة.
المصدر: networkcomputing
شاهد ايضا:
