Capitolul 1 - ADRESAREA IN RETEA

Stratul de retea este responsbil pentru navigarea datelor in cadrul unei retele. Functia stratului de retea este de a gasi calea cea mai buna in cadrul unei retele. Dispozitivele utilizeaza scheama de adresare a stratului de retea pentru a determina destinatia datelor pe masura ce sunt deplasate in cadrul retelei.

Suita de protocoale TCP/IP are o schema de adresare a stratului de retea, numita adresare IP. Versiunea originala a IP, IP versiunea 4 (IPv4), utilizeaza o adresa binara pe 32 biti. Pentru a se adapta la diferitele dimensiuni de retea, adresarea IPv4 a fost descompusa in cinci clase, de la clasa A la clasa E. In anii 1980, IPv4 a oferit o strategie de adresare care, desi scalabil pentru un timp, a avut ca rezultate o alocare ineficienta a adreselor. In cursul ultimilelor doua decenii, inginerii in domeniul retelelor au modificat cu succes IPv4 astfel incat ar putea sa supravietuiasca cresterii exponentiale a Internetului. Intre timp, a fost definita si dezvoltata o versiune de IP mult mai extensibila si scalabila, IP versiunea 6 (IPv6).

1.1. Adresarea IP

Intr-o retea IP, statiile finale comunica cu serverele sau cu alte statii finale. Aceasta comunicatie necesita un mod de a indentifica cele doua parti ale conversatiei. Suita de protocoale TCP/IP utilizeaza o adresa de 32 biti. Aceasta adresa este denumita adresa Ip. Adresa IP are o structura ierarhica. O adresa IP are doua parti, dupa cum urmeaza:

Portiunea de numar de retea (network ID) portiunea de numar de retea a unei adrese IP indentifica reteaua la care este asociat un dispozitiv.

Portiunea de numar de host (host id) portiunea de numar de host a unei adrese IP indentifica un dispozitiv specific pe o retea.

Impreuna, aceste doua parti ale adreselor ar putea indentifica im mod unic oricare si in acelasi timp toate dispozitivele conectate prin Internet. Exista o combinatie unica, ce cuprinde atat numarul de host, cat si numarul de retea care face posibil accesul la orice host dat dintr-o interretea. Adresele IP sunt la fel ca adreslele pentru corespondenta postala, care descrie locatia unei persoane prin furnizarea unei tari, a unui stat, a unui oras, a unei strazi si a unui numar. Pachetul IP, care transporta informatia intre dispozitivele din retea, este la fel ca un plic de scrisoare continand informatia pe care utilizatorul doreste sa o expedieze. In exteriorul plicului avem nevoie de adresa pentru livrare.

Un numar de retea functioneaza la fel ca un cod postal. Un cod postal permite sistemului postal sa directioneze corespondenta dumneavoastra la oficiul postal local al dumneavoastra si al vecinilor dumneavoastra. De acolo, adresa de strada orienteaza transportatorului la destinatia corespunzatoare.

De exemplu, codul postal reprezinta numarul de retea sau indentificatorul de retea (network ID) si adresa de strada reprezinta numarul de host sau indentificatorul de host (Host ID).

1.1.1. Indentificatorul de retea (network ID)

Un indentificator de retea ajuta ruterul sa gaseasca o cale in cadrul interretelei catre reteaua de destinatie. Hosturile intr-o retea pot comunica direct numai cu dispozitivele care au acelasi indentificator de retea. Ele ar putea partaja acelasi segment fizic, dar daca au numarul diferit, de obicei nu pot comunica unul cu altul in afara de cazul cand exista un alt disopzitiv care poate face o conexiune intre retele.

Un indentificator de retea (network ID) permite unui ruter sa puna un pachet pe segmental de retea adecvat.

1.1.2. Indentificatorul de host (host ID)

In afara de indentificatorul de retea (network ID), protocoalele de retea utilizeaza indentificatorul de host (host ID). Indentificator de host (host ID) adreseaza portul dispozitivului de pe retea.

Indentificatorul de host (host ID) ajuta ruterul sa livreze un cadru de strat 2 (cum ar fi un cadru Ethernet), incapsuland pachetul catre un host specific de pe retea. Ca rezultat, adresa IP este mapata la adresa corecta MAC (Media Acces Control), necesara pentru procesarea de strat 2 pe ruter pentru a crea cadrul Ethernet.

De la anumite protocoale ale stratului de retea, un administrator de retea atribuie numarul de host (gazda) in concordanta cu un plan predeterminat de adresare in retea, dezvoltat de el. Pentru alte protocoale ale stratului de retea, atribuirea numarului de host (gazda) este partial sau complet dinamica sau automata. Figura 1.1 arata trei dispositive in reteaua 1 (doua statii de lucru si un ruter), fiecare cu un numarul de host (host) unic. Figura 1.2 arata si ca ruterul este conectat la doua alte retele, retelele 2 si 3. (Adresele IP din figura 1.1 sunt pentru ilustrarea conceptului nu sunt adrese IP valide.)

Figura 1.1 Numerele de retea si numerele de host-uri

1.2. Clasele de adrese IP

Adresele IP sunt numere globale unice de 32 biti. Adresele globale unice permit dispozitivelor IP sa comunice unul cu altul oriunde in lume. Pentru simplitate si claritate, acesti biti sunt, in mod normal, reprezentati ca patru seturi de octeti (8 biti sau 1 byte per octet). Fiecare octet este apoi reprezentat ca numar zecimal intre 0 si 255, iar numerele sunt separate prin puncte. Acest procedeu este numit zecimala cu punct. Asa cum se arata in urmatoarea lista, adresa IP 100001001010001110000000000010001 poate fi scrisa 132.163.128.17 (se citeste ,,132 punct 163 punct 128 punct 17 ):

O adresa IP este un numar binar de 32 biti:

10000100101000111000000000010001

Acest numar binar poate fi divizat in patru octeti:

10000100 10100011 10000000 00010001

Fiecare octet (sau byte) poate fi reprezentat in zecimal:

132 163 128 17

Adresa poate fi scrisa in notatia zecimala cu punct:

132.168.128.17

Pentru a se adapta la diferitele dimensiuni ale retelelor si a facilita clasificarea lor, adresele IP au fost divizate in categorii numite clase. Acest procedeu este numit adresare pe clase (classful addressing). Fiecare adresa IP este descompusa intr-un numar de retea (sau indentificator de retea) si un numar de host (sau indentificator de host). Un bit sau o secventa de biti la inceputul fiecarei adrese determina clasa adresei. Exista cinci clase de adrese IP, de la clasa A la clasa E.

1.3. Adrese de clasa A

Adresele de clasa A au fost proiectate sa constituie suport pentru retele extrem de mari. O adresa IP de clasa A utilizeaza numai primul octet pentru a indica numarul de retea. Cei trei octeti reziduali sunt utilizati pentru numarul de host.

Primul bit al unei adrese de clasa A este intotdeauna 0 (figura 1.2). Cu acest prim bit 0, cel mai mic numar care poate fi reprezentat este 00000000 (zecimal 0), iar cel mai mare numar care poate fi reprezentat este 01111111 (zecimal 127). Cu toate acestea, aceste doua numere de retele, 0 si 127, sunt rezervate si nu pot fi utilizate ca adresa de retea. Orice adresa care incepe cu o valoare intre 1 si 126 in primul octet este o adresa de clasa A.

1

7

24

Numar de biti

Clasa A: 0 Numar de retea Numar de host

Figura 1.2 Adresa IP de clasa A

Reteaua 0.0.0.0 este rezervata spre utilizare de catre rutere, in scopul de a desemna ruta predefinita. O ruta predefinita asociaza o interfata specifica a ruterului cu toate adresele destinatie necunoscute. Reteaua 127.0.0.0 este rezervata pentru teste de conectare in bucla (ruterele sau masinile locale pot utiliza aceasta adresa pentru a expedia pachete catre ele insele). Prin urmare, reteaua 0.0.0.0 sau reteaua 127.0.0.0 nu pot fi atribuite unei retele.

1.4. Adrese de clasa B

Adresele de clasa B au fost proiectate sa constituie suport pentru necesitatile retelelor de dimensiuni intre medii si mari. O adresa IP de clasa B utilizeaza doi dintre cei patru octeti pentru a indica adresa de retea. Ceilalti doi octeti specifica adrese de host.

Primii din 2 biti ai primului octet al unei adrese de clasa B sunt intotdeauna 10 (figura 1.3). Cei 6 biti reziduali pot fi populati fie cu 1, fie cu 0. Prin urmare, cel mai mic numar care poate fi reprezentat cu o adresa de clasa B este 10000000 (zecimal 128), iar cel mai mare numar care poate fi reprezentat este 10111111 (zecimal 191). Orice adresa care incepe cu o valoare in intervalul de la 128 la 191 in primul octet este o adresa de clasa B.

1

1

14

16

Numar de biti

Clasa B: 1 0 Numar de retea Numar de host

Figura 1.3 Adresa IP de clasa B

1.5. Adrese de clasa C

Spatiul de adrese de clasa C este, in mod obisnuit, cel mai utilizat dintre clasele originale de adresa. Acest spatiu de adrese a fost proiectat sa ofere suport multor retele mici. O adresa de clasa C incepe cu numarul binar 110 (figura 1.4). Prin urmare, cel mai mic numar care poate fi reprezentat este 11000000 (zecimal 192), iar cel mai mare numar care poate fi reprezentat este 11011111 (zecimal 223). Daca o adresa contine un numar in intervalul de la 192 la 223 in primul octet, acesta este o adresa de clasa C.

1

1

1

21

8

Numar de biti

Clasa C:

1 1 0 Numar de retea Numar de host

Figura 1.4 Adresa IP de clasa C

1.6. Adrese de clasa D

Clasa de adrese D a fost creata pentru a permite distributia multipla intr-o adresa IP. O adresa de distributie multipla este o adresa unica de retea, ce orienteaza pachetele cu acea adresa de destinatie catre grup predefinit de adrese IP. Prin urmare, o singura statie poate transmite simultan un singur flux de datagrame catre beneficiari multipli.

Spatiul de adrese de clasa D, la fel ca si celelalte spatii de adrese, este restrictionat matematic. Primii 4 biti ai unei adrese de clasa D trebuie sa fie 1110 (vedeti figura 1.5). Prin urmare, domeniul de valori al primului octet pentru adresele de clasa D este de la 11100000 la 11101111, sau de la 224 la 239. O adresa IP care incepe cu o valoare in intervalul de la 224 la 239 in primul octet este adresa de clasa D.

1

1

1

1

28

Numar de biti

Clasa D:

1 1 1 0 Adresa

Figura 1.5 Adresa IP de clasa D

Adresele de clasa D sunt utilizate pentru grupuri de distributie multipla. Prin urmare, nu exista o necesitate de a aloca octeti sau biti pentru a separa numarul de retea si numarul de host.

1.7. Adrese de clasa E

A fost definita o clasa E de adrese; cu toate acestea, Internet Engineering Task Force (IETF) rezerva aceste adrese pentru cercetarile proprii. Prin urmare, nici o adresa de clasa E nu a fost autorizata pentru utilizare in Internet. Primii 4 biti ai unei adrese de clasa E sunt intotdeauna fixati la 1 (figura 1.6). Prin urmare, domeniul de valori ale primului octet pentru clasa D adrese este de la 11110000 la 11111111, sau de la 240 la 255.

1

1

1

1

28

Numar de biti

Clasa E: 1 1 1 1 Adresa

Figura 1.6 Adresa IP de clasa E

Pentru a sumariza, tabelul 1.1 prezinta domeniul de valori al primului octet al adreselor IP (in zecimal si binar) pentru fiecare dintre cele cinci clase de adresa IP.

Tabelul 1.1 Domeniile de adrese IP

Clasa de adrese IP Domeniul de adrese IP (valoarea primului octet in zecimal)

Clasa A De la 1 la 126 (de la 00000001 la 01111110) *

Clasa B De la 128 la 191 (de la 10000000 la 10111111)

Clasa C De la 192 la 223 (de la 11000000 la 11011111)

Clasa D De la 224 la 239 (de la 11100000 Ia 11101111)

Clasa E De la 240 Ia 255 (de Ia 11110000 la 11111111)

*Technic, 127 (01111111) este o adres de clasa A. Cu toate acestea, este rezervata si nu poate fi utilizata ca adresa de retea.

Capitolul 2 - ALCATUIREA SI CALCULUL ADRESELOR IP IN SUBRETELE

Cand a fost prima data propus protocolul Internet, la inceputul anilor 1980, adresarea IPv4 fara clase parea sa furnizeze o cantitate nelimitata de spatiu de adrese. Cu toate acestea, a devenit repede clar ca existau limitari. Deficienta majora a sistemului este ca, desi schema este simplu de inteles si implementat, limitele fixate prin adresele de clasele A, B i C nu asigura utilizarea eficienta a adreselor disponibile.

Pentru a aborda aceste probleme, a fost necesara o modificare a sistemului care sa permita utilizarea mult mai eficienta a adreselor. In anul 1985, prin RFC 950 Internet Standard Subnetting Procedure), a fost scrisa o procedura pentru a standardizarea retelelor de clasele A, B si C in sectiuni mai mici, mult mai usor de administrat. Acesta procedura este denumita alcatuire a subretelelor (subnetting).

Acest capitol discuta planificarea si crearea subretelor pentru adrese IP de clasele B si C.

2.1. Subretelele

Ierarhia Internet pe doua nivele originala, continand indentificatorul retelei (network ID) si indentificatorul gazdei (host ID) presupune ca fiecare site ar avea numai o singura retea. Prin urmare, fiecare site ar necesita numai o singura conexiune la Internet. Initial, .aceste ipoteze erau justificate. Cu toate acestea, in timp, calculele de retea s-au maturizat si s-au extins. Prin 1985, nu a mai a fost justificat sa se presupuna ca o organizatie ar avea numai o singur retea, nici ca i-ar fi suficienta o singura conexiune la Internet.

Pe masura ce site-urile au inceput sa dezvolte retele multiple, a devenit evident pentru Internet Engineering Task Force (IETF) ca erau necesare anumite mecanisme pentru a diferentia retelele logice multiple care apareau ca subseturi ale stratului secund al Internetului. Cu alte cuvinte, s-ar putea sa nu existe nici un mod eficient de a ruta datele catre sistemele finale specifice in site-urile cu retele multiple. Acest aspect este ilustrat in figura 2.1.

Figura 2.1 Retele multiple

In 1985, IETF a elaborat RFC 950 (Internet Standard Subnetting Procedure) care permite ca numarul de retea al adreselor IP ale retelelor de clasele A, B si C sa fie subdivizate sectiuni mai mici, mult mai usor de administrat. Aceasta procedur este denumita alcatuirea de subretele (subnetting). Diviziunile mai mici sunt numite subretele si asigura flexibilitatea de adresare. Conceptul de subretele este bazat pe necesitatea unui al treilea nivel n ierarhia de adresare Internet. Pe masura ce tehnologiie de alcatuire a interretelelor s-au maturizat, acceptarea si utilizarea lor a crescut dramatic. Ca rezultat, a devenit ceva obisnuit pentru organizatiile de dimensiuni medii si mari s aiba subretele multiple.

Administratorii de retea ar putea avea diferite motive de a imparti o retea in subretele. O justificare principala pentru utilizarea subretelor este reducerea dimensiunii unui domeniu de difuzare. Difuzarile sunt expediate catre toate hosturile dintr-o retea sau subretea. Cand traficul de difuzare incepe sa consume prea mult din latimea de banda disponibila, administratorii de retea ar putea sa opteze pentru reducerea dimensiunii domeniului de difuzare. In aceste situatii, sunt utilizate ruterele pentru separarea retelelor. Ruterul sparge reteaua in subretele multiple.

In asemenea medii de retele multiple, fiecare subretea ar putea fi conectata la alte retele IP printr-un singur ruter (figura 2.2). In acest exemplu, adresa clasa B (172.16.0.0) este subdivizata in multiple subretele (172.16.1.0, 172.16.2,0, 172.16.3.0, si 172.16.4.0). Detaliile concrete ale mediului intern al retelei si ale modului in care este divizata reteaua in subretele multiple sunt neimportante pentru celelalte retele IP. Ruterul conectat la alta retea IP semnaleaza numai reteaua 172.16.0.0 catre alte retele IP.

Figura 2.2 Subretele

Din cauza ca adresa de subretea este luata de la portiunea numarului de host a adreselor de clasa A, clasa B si clasa C, ea este desemnata local, de obicei de catre administratorul de retea. De asemenea, la fel ca in cazul adreselor IP, fiecare adresa de subretea trebuie s fie unica.

Cand configurati ruterele, puteti conecta fiecare interfata la un segment diferit de retea sau subretea. Trebuie sa selectati o adresa de host disponibila de la fiecare retea sau subretea diferita pentru a o atribui la interfata ruterului care conecteaza acea retea sau subretea (figura 2.3). In acest exemplu, ruterul are doua interfete Ethernet (E0 si E1). Pentru interfata conectata la subreteaua 172.16.2.0 este desemnata o adresa IP de 172.16.2.1, iar pentru alta interfata care este conectata la subreteaua 172.16.3.0 este desemnata adresa IP 172.16.3.1.

Figura 2.3 Adresa de subretea

Ideea de a diviza in subretele o retea este foarte similara cu adresarea strazii pentru o cladire cu mai multe niveluri. De exemplu, intr-o cladire cu doua etaje fiecare nivel are noua garsoniere. Adresa de strada a garsonierei numarul 9 de la primul nivel si a celei de la nivelul secund poate fi scrisa asa cum se arata aici.

Numrul de strad Tasman Drive 150 poate fi gndit ca numrul de reea. Numarul de nivel ar fi subreteaua, numarul de garsoniera ar fi numarul de host:

4

Tasman Drive 150, etaj 1, apartament 9

Numar de retea = Tasman Drive 150

Subretea = etaj 1

Numarul de host = apartament 9

Tasman Drive 150, etaj 2, apartament 9

Numar de retea = Tasman Drive 150

Subretea = etaj 2

Numarul de host = apartament 9

2.2. Mastile de subretea

Adresele de subretea includ portiunea numarului de retea de clasa A, clasa B si clasa C, plus un camp de subretea si un camp de host. Campul de subretea si campul de host sunt create de la portiunea originala a numarului de host pentru intreaga retea. Capabilitatea de a decide modul de divizare a portiunii ofiginale a numarului de host in noile campuri de subretea si de hosturi asigur flexibilitatea de adrese pentru administratorul de retea.

Pentru a crea o adresa de subretea, imprumutati biti de la portiune originala a numarului de host si o desemnati ca si camp de subretea.

O subretea de un singur bit este utilizata rareori din cauza ca sigurele valori posibile sunt 0 si 1. Subretelele constand numai din biti de 0 sau numai din 1 sunt nerecomandabile din cauza unei posibile confuzii cu adresa de retea, care are numai biti 0 in portiunea numarului de host, sau cu adresa de retea de difuzare orientata, care are toti bitii 1 in portiunea numarului de host (gazda).

NOTA - Ruterele Cisco dau administratorului de retea posibilitatea sa utilizeze o subretea care are numai biti 0 in portiunea numarului de host. Cu toate acestea, pot aparea probleme cu software-ul TCP/IP mai vechi. Configurarea adreselor domeniul de subretea 0 nu este, in general recomandabila din cauza confuziei inerente ce se produce avand o retea si o subretea cu adrese care nu se pot distinge. Utilizarea unei subretele 0 este nerecomandabila.

Numarul maxim de biti pe care il puteti imprumuta poate fi orice numar care lasa cel putin 2 biti reziduali pentru numarul de host. Masca de subretea nu este o adresa IP. Functia unei masti de subretea este de a comunica dispozitivelor care parte a unei adrese este numarul de retea, incluzand subreteaua, si care parte este numarul de test.

Mastile de subretea utilizeaza acelasi format ca si adresele IP. Cu alte cuvinte, fiecare este are lungimea de 32 biti, este divizata in patru octeti si este de obicei prezentata in notatia zecimala cu punct, la fel ca si adresele IP. Mastile de subretea au totii biti 1 in portiunile numarului de retea si subretea si toti biti 0 in portiunea numarului de host.

De exemplu, intr-o adresa IP de clasa C fara divizare in subretele, 24 bii sunt utilizati pentru portiunea numarului de retea si 8 biti sunt utilizati pentru portiunea de host. Asa cum se arata in exemplul alcatuirii unei subretele de tip clasa C din figura 2.4, 3 biti de la campul original pentru host au fost imprumutati pentru campul de subretea, lasand 5 biti reziduali pentru noul camp de host. Prin urmare, masca de subretea exprimata in notatia zecimal cu punct este 255.255.255.224.

Octet de reteaOctet de reteaOctet de reteaOctet host rnasca de

(8 biti)(8 biti)(8 biti)retea (8 biti)

11111111.11111111.11111111.1110000

111 - Camp de subretea

0000 Nou camp de subretea

Figura 2.4 Masca de subretea

In mod implicit, daca nu sunt imprumutati biti pentru a reprezenta o subretea, mastile predefinite de subretea pentru retele de clasele A, B i C sunt:

Clasa A Masca predefinita de subretea 255.0.0.0 (8 biti pentru retea, 24 biti pentru host);

Clasa B Masca predefinita de subretea = 255.255.0.0 (16 biti pentru retea, 16 biti pentru host);

Clasa C Masca predefinita de subretea = 255.255.255.0 (24 biti pentru retea, 8 biti pentru host).

Pentru a determina numarul de subretea, dat printr-o adresa IP si masca de subretea, se efectueaza pasii (tabelul 2-1):

Pasul 1 - Se exprima adresa IP in forma binara.

Pasul 2 - Se exprima masca de subretea in forma binara.

Pasul 3 - Se efectueaza o operatie logica SI cu adresa IP si masca de subretea. Rezultatul operatiei logice AND numarul de subretea.

NOTA - Adresa de retea sau subretea are toti bitii 0 in portiunea de numar de host. Pentru a ruta un pachet de date, ruterul trebuie sa determine mai intai adresa de retea/subretea de destinatie prin efectuarea unei operatii AND logic utilizand adresa IP a hostului destinatie si masca de subretea.

Efectuarea unei operatii AND insemna ca oricand adunati logic o valoare 0 la alta vaIoare 0 sau 1, rezultatul este 0. Numai un 1 adunat logic cu alta valoare 1 va da rezultatul o valoare 1. Iata cum functioneaza, de fapt:

0 AND 0 este 0

0 AND 1 este 1

1 AND 1 este 1

Efectuarea operatiei logice AND cu adresa IP si masca de subretea fixeaza portiunea numarului de host din adresa IP la 0 pentru toti bitii, in timp ce portiunea numarului de retea ramane neschimbata.

Pasul 4 Se exprima numarul de subretea in notatia zecimala cu punct.

Tabelul 2.1 Adresa IP 192.5.34.139 cu o masca de subretea de 255.255.255.224

Adresa IP in zecimal

192.

5.

34.

139

Adresa IP in binar

11000000

00000101

00100010

10001011

AND

Masca de subretea in binar

111111111

111111111

111111111

11110000

Adresa de subretea in binar

11000000

00000101

00100010

10000000

Adresa de subretea in zecimal

192.

5.

34.

128

Ca o ilustrare, fiind data o adresa de retea de clasa B, daca imprumutati 8 biti pentru a reprezenta o subretea, masca de subretea pentru aceeasi retea de clasa B ar 255.255.255.0, asa cum se arata in figura 2.5.

172

16

0

0

Adresa IP ReteaHost

255

255

0

0

Masca de subretea implicita

Retea Host

Masca de subretea

255

255

255

0

pe 8 biti

Retea Subretea Host

Retea Subretea Host

Figura 2.5 Masca de subretea de opt biti

Sunt folositi bitii de host, incepand cu pozitia bitului de ordin cel mai rnare.

Pentru a crea subretele, trebuie sa extindeti portiunea de retea a adresei. Aceasta inseamna ca trebuie sa imprumutati biti de la campul de host. Cu toate acestea, numarul bitilor ce urmeaza sa fie imprumutati depinde de urmatoarele doua cerinte:

Cat de multe subretele sunt necesare;

Cat de multe hosturi sunt necesare pe fiecare subretea.

Din cauza ca sunt trei octeti in campul de host al unei retele de clasa A, pana la 22 biti pot fi imprumutati In retelele de clasa A pentru a crea subretele. (Amintiti-va numarul maxim de biti care poate fi imprumutat poate fi orice numar care lasa cel putin 2 biti reziduali pentru campul numarului de host.)

O retea de clasa B are doi octeti in campul de host. Prin urmare, pana la 14 biti pot fi imprumutati pentru a crea subretele. O retea de clasa C are numai un octet in campul de host. Prin urmare, numai pana la 6 biti pot fi imprumutati in retele de clasa C pentru a crea subretele.

Campul de subretea urmeaza intotdeauna imediat dupa numarul de retea. Aceasta inseamna

ca biti imprumutati trebuie sa fie primii n biti direct urmatori identificatorului de retea (network ID), unde n este dimensiunea dorita pentru noul camp de subretea (figura 2.6). Masca de subretea este instrumentul utilizat de catre ruter pentru host.

Retea

Host

Clasa B Inainte de crearea subretelei

Retea

Subretea

Host

Dupa crearea subretelei

Figura 2.6 Un camp de subretea de clasa B

2.3. Planificarea adresarii in retea

Una dintre deciziile pe care trebuie sa le luati oricand creati subretele este numarul optimal de subretele si de hosturi (vedeti tabelul 2.2). Numarul adreselor IP pierdute la o retea de clasa C si numarul adreselor IP de hosturi in subretea disponibile depind de numarul de biti imprumutati pentru alcatuirea subretelelor. Cand creati subretele pierdeti multe adrese potentiale. Din acest motiv, administratorii de retea trebuit sa acorde atentie procentajului din adresele pe care le va pierde prin crearea subretelelor.

Tabetul 2.2 Planificarea adresrii n retea - exernplu de alcatuire a subretelelor de clasa C

Numar de biti imprumutati

Numar de subretele eiciente create

Numarul de hosturi utilizabile per subretea

Numarul de hosturi

Procentajul utilizat (din 254)

2

22-2=2

26-2=62

124

49%

3

23-2=6

25-2=30

180

71%

4

24-2=14

24-2=14

196

77%

5

25-2=30

23-2=6

180

71%

6

26-2=62

22-2=2

124

49%

Nota: Acest tabel nu utilizeaza subretele cu toti bitii 0 sau cu toti bitii 1, facand un compromis intre securitate si utilizarea eficienta a adreselor.

De exemplu, daca imprumutati 2 biti pentru o retea de clasa C, creati 4 subretele fiecare cu 64 de hosturi. Cu toate acestea, numai 2 dintre subretele sunt eficiente (minus subretelele cu toti bitii 0 sau cu toti bitii 1) si numai 62 de hosturi sunt utilizate per subretea (64 minus adresa de subretea si adresa de difuzare), rezultand 12 hosturi utilizabile din totalul de 254 care erau posibile inainte sa alegeti utilizarea subretelelor. Aceasta inseamna ca pierdeti 51 procente dintre adrese. Oricand creati subretele, este necesar sa luati in considerare cresterea viitoare a retelei si procentajul din adresele pe care le pierdeti prin crearea subretelelor.

2.3.1. Calcularea subretelelor utilizabile

Ori de cate ori imprumutati biti de la campul de host, este important sa notati numarul suplimentar de subretele care urmeaza a fi create de fiecare data cand imprumutati cu 1 bit mai mult. Imprumutand 2 biti, creati patru posibile subretele (22), dar amintiti-va ca intotdeauna sunt doua subretele nerecomandabile (subretele: cu toti bitii 0 sau cu toti bitii 1). De fiecare data cand imprumutati un alt bit de la campul de host, numarul subretelelor create creste cu inca o putere a lui 2. De exemplu, utilizarea a 3 biti pentru campul de subretea are ca rezultat opt posibile subretele, dintre care sase sunt utilizabile (23= 8, 8 2 subretele nerecomandabile = 6 subretele utilizabile).

Utilizarea a 4 biti pentru campul de subretea are ca rezultat 16 subretele posibile, din care 14 sunt utilizabile (24= 16, 16 2 subretele nerecomandabile = 14 subretele utilizabile).

In general, puteti folosi urrnatoarea formula pentru a calcula numarul subretelelor utilizabile, avand dat numarul de biti de subretea utilizat:

Numar de subretele = 2n 2 (unde n este numarul de biti de subretea).

2.3.2. Calcularea hosturilor per subretea

De fiecare data cand imprumutati 1 bit de la un camp de host, aceasta reprezinta 1 bit rezidual mai putin in campul de host care poate fi utilizat pentru numarul de host. Numarul adreselor de host pe care il puteti atribui descreste cu o putere a lui 2.

Pentru a va ajuta sa intelegeti cum functioneaza, consideram ca exemplu o adresa de retea de clasa C. Daca nu este nici o masca de subretea, toti cei 8 biti din ultimul octet sunt utilizati pentru campul de host. Prin urmare, exista 256 (28) adrese posibile disponibile spre a fi atribuite la hosturi (254 adrese utilizabile, dupa ce se scad cele 2 adrese, adresa de difuzare si adresa de subretea, pe care nu le puteti utiliza).

Acum, imaginati-va ca aceasta retea de clasa C este divizata in subretele. Daca imprumutati 2 biti de la campul de host predefinit de 8 biti, dimensiunea campului de host descreste la 6 biti.

Daca scrieti toate combinatiile posibile de 0 si de 1 care ar putea sa apara in cei 6 biti reziduali, veti descoperi ca numarul total de hosturi posibile care ar putea fi atribuite in cadrul fiecarei subretele, descreste la 64 (26). Numarul numerelor de hosturi utilizabile descreste la 62 (64 2).

In aceeasi retea de clasa C, daca imprumutati 3 biti dimensiunea campului de host descreste la 5 biti, iar numarul total de hosturi pe care le-ati putea atribui la fiecare subretea descreste la 32 (25). Numarul numerelor de hosturi utilizabile descreste la 30 (32 2).

Numarul adreselor de host posibile care pot fi atribuite la o subretea este legat de numarul subretelelor care au fost create. Intr-o retea de clasa C, de exemplu, daca aplicati o masca de subretea de 255.255.255.224, ati imprumutat 3 biti (224 = 11100000) de la campul de host. Subretelele utilizabile create sunt 6 (8 2), fiecare avand 30 (32 2) adrese de host utilizabile.

In general, poate fi utilizata urmatoarea formula pentru a calcula numarul adreselor de host utilizabile, dand numarul de biti folositi pentru host:

Numarul adreselor de host = 2" 2 (unde n este numarul bitilor pentru host).

2.4. Alcatuirea adreselor de subretea din clasa C

Imaginati-va ca sunteti administrator de retea. Compania dumneavoastra are ca adresa de retea clasa C 200.10.57.0. Doriti sa subdivizati reteaua in 3 subretele si aveti nevoie de cel putin 20 de hosturi per subretea. Din cauza ca aveti o adresa de retea clasa C, aveti 8 biti disponibili in cel de-al patrulea octet, pentru un total de 256 hosturi posibile. Pentru a crea o masca personalizata de subretea, trebuie sa imprumutati biti de la portiunea de host a adresei. Pasii urmatori va ajuta sa efectuati acest lucru:

Pasul 1 - Primul pas in alcatuirea subretelelor este de a determina cate subretele sunt necesare. In acest caz, sunt necesare trei subretele. Pentru a vedea cati biti ar trebui sa imprumutati de la portiunea de host a adresei de retea, adaugati valori de bit de la dreapta la stanga pana ce totalul (valoarea zecimala) este mai mare decat numarul subretelelor necesare. Din cauza ca aveti nevoie de trei subretele, adaugati cate 1 bit pana la 3 biti, care reprezinta 7. Aceasta este prima valoare mai mare decat numarul subretelelor de care aveti nevoie, astfel incat este necesar s imprumutati cel putin 3 biti de la numarul de host incepand de la stanga octetului care contine numarul de host. Amintiti-va ca intotdeauna campul de subretea urmeaza dupa numarul de retea.

Pasul 2 - Cand stiti cati biti trebui sa imprumutati, ii imprumutati de la stanga primului octet din adresa de host. Amintiti-va ca fiecare bit pe care il imprumutati de la portiunea de host lasa mai putini biti pentru hosturi. Din cauza ca trebuie sa imprumutati 3 biti de la partea stanga, trebuie sa aratati aceasta noua valoare in masca de subretea. Masca implicita de subretea pentru adresa de retea de clasa C este 255.255.255.0, iar noua masca de subretea personalizata este 255.255.255.224. Valoarea 224 provine de la valoarea primilor 3 biti de la stanga (128 + 64 + 32 = 224). Acesti biti devin acum 1 si sunt parte a mastii globale de subretea. Aceasta lasa 5 biti pentru adresele IP de host, sau 25 - 2 = 30 hosturi utilizabile per subretea (tabelul 2.3).

Tabelul 2.3 Determinarea numarului de biti de imprumutat

Adresa de retea

200.10.57.0

Subretele necesare

3

Hosturi necesare per subretea

20

Valoarea bitilor

128 64 32 16 8 4 2 1 (4+2+1=7, care este mai mare ca 3)

Biti de imprumutat

3

Adresa de retea cu biti imprumutati

11001000 00001010 001110011 00000000

Masaca implicita pentru subretea de clasa C

11111111 11111111 111111111 00000000

Masca de subreta ceruta

11111111 11111111 111111111 11100000

Masca de subretea ceruta in notatia zecimala cu punct

255.255.255.224

Pasul 3 - Cu aceasta informatie, puteti construi tabelele 2.4 i 2.5. Tabelul 2.4 ilustreaza cum, pentru a determina subreteaua si adresele de host ale adresei de retea de clasa C 200.10.57.0., ati determinat, in pasii anteriori, ca trebuie sa imprumutati 3 biti pentru subretele. Asa cum se arata in tabelul 2.4, primi 3 biti din al patrulea octet sunt biti de subretea, iar ultimii 5 biti sunt biti pentru host. Prin imprumutarea celor 3 biti de la cei 8 biti ai adresei de host, puteti crea 8 subretele cu 32 hosturi fiecare. Cele 8 retele create sunt subretelele 0, 32, 64, 96, 128, 160,192 si 224. Subreteaua 0 si subreteaua 224 sunt subretele nerecomandabile din cauza ca subreteaua 0 are toti bitii 0 (00000000) n portiunea de subretea a adresei si subreteaua 224 are toti bitii unu (11100000) in portiunea de subretea a adresei.

Tabelul 2.4 Determinarea adreselor de subretea si host

Reteaua IP in zecimal

200.

10.

57.

0

Reteaua IP in binar

11001000

00001010

00111001

00000000

Masca de subretea

11111111

11111111

11111111

11100000

Prima subretea

11001000

00001010

00111001

00000000

A doua subretea

11001000

00001010

00111001

00100000

Primul host

11001000

00001010

00111001

00100001

Al doilea host

11001000

00001010

00111001

00100010

Al treilea host

10001000

00001010

00111001

00100011

Ultimul host

11001000

00001010

00111001

00111111

A treia subretea

11001000

00001010

00111001

01000000

Ultima subretea

11001000

00001010

00111001

11100000

Nota: Digitii accentuati cu litere ingrosate indentifica portiunea campului de subretea, iar digitii italici reprezinta campul de host.

Tabelul 2.5 arata subretelele adresei clasa C 200.10.57.0, domeniul posibil de adrese IP de host pentru fiecare subretea si adresa de difuzare orientata a fiecarei subretele. De notat ca prima subretea intotdeauna incepe de la 0 si, in acest caz, creste cu cate 32, care reprezinta numarul de hosturi pe fiecare subretea. Un mod de a determina numarul de hosturi pe fiecare subretea sau adresa de pornire a fiecarei subretele este de a lua bitii reziduali pentru host ca puteri ale lui 2. Din cauza ca ati imprumutat 3 din cei 8 biti pentru subretele si aveti 5 biti ramasi, numarul de hosturi per subretea este 25 sau 32.

0 alta cale de a reprezenta numarul de hosturi per subretea sau incrementul de la o subretea la urmatoarea este de a scadea valoarea mastii de subretea in zecimal (224 in al patrulea octet) din 256 (care este numarul maxim de combinatii posibile ale celor 8 biti ), rezultatul fiind 32. Aceasta inseamna ca porniti de la 0 pentru prirna retea si adaugati 32 pentru fiecare subretea suplimentara. Consideram a doua subretea (subreteaua 32) ca un exemplu; adresa IP 200,10.57.32 nu poate fi utilizata pentru identificatorul de host (host ID) din cauza ca este identificatorul subretelei (subnetwork ID) al subretelei 32 (portiunea de host are numai 0).

Tabelul 2.5 Calcularea subretelelor de clasa C si a domeniului de hosturi

Numar de subretea

Adresa de retea

Masca de subretea

Adresa de subretea

Domeniul adreselor IP posibile de host

Adresa de difuzare

0

200.10.57.0

255.255.255.224

200.10.57.0

De la 200.10.57.1 la 30

200.10.57.31

1

200.10.57.0

255.255.255.224

200.10.57.32

De la 200.10.57.33 la 62

200.10.57.63

2

200.10.57.0

255.255.255.224

200.10.57.64

De la 200.10.57.65 la 94

200.10.57.95

3

200.10.57.0

255.255.255.224

200.10.57.96

De la 200.10.57.97 la 126

200.10.57.127

4

200.10.57.0

255.255.255.224

200.10.57.128

De la 200.10.57.129 la 158

200.10.57.159

5

200.10.57.0

255.255.255.224

200.10.57.160

De la 200.10.57.161 la 190

200.10.57.191

6

200.10.57.0

255.255.255.224

200.10.57.192

De la 200.10.57.193 la 222

200.10.57.223

7

200.10.57.0

255.255.255.224

200.10.57.224

De la 200.10.57.255 la 254

200.10.57.255

Pasul 4 - Dupa ce aveti toate adresele de subretea, puteti determina adresa de difuzare si domeniile de adrese IP posibile pentru hosturi la fiecare subretea.

Consideram a treia subretea, 200.10.57.64, ca exemplu. Daca imprumutati 3 biti de la campul de host, ultimii 5 biti ramasi in cel de al patrulea octet sunt biti pentru host. Asa cum ati invatat in capitolul 18, adresa de difuzare are toti bitii 1 in portiunea de host. Asa cum se arata in tabelul 2.6, cand plasati 1 in bitii pentru host, adresa de difuzare orientata pentru subreteaua 200.10.57.64 este 200.10.57.95.

Tabelul 2.6 Determinarea adresei de difuzare

Adresa de subretea

200.

10.

57.

64

Adresa de subretea in binar

11001000

00001010

00111001

01000000

Biti imprumutati

3

Portiuni de retea si de hosturi

11001000

N

00001010

N

00111001

N

01000000

NH

Adresa de difuzare

11001000N

N

00001010

N

00111001

N

01011111

NH

Adresa de difuzare pentru subretea in zecimal

200.

10.

57.

95

Pasul 5 - Trebuie sa deterrninati domeniul de hosturi pentru aceasta retea. Din cauza ca 200.10.57.64 are toti bitii 0 in portiunea de host, este o adresa de subretea. Prima adresa a acestei subretele este 200.10.57.65 (11001000.0000 1010.00111001.01000001), iar ultima adresa a acestei subretele este 200.10.57.95 (11001000.00001010.00111001.01011111).

Cu toate acestea, din cauza ca aceasta adresa este utilizata ca adresa de difuzare orientata a subretelei, ultima adresa de host utilizabila este 200.10.57.94 (11001000.00001010.00111001.01011110). Prin urmare, domeniul adreselor de host pentru subreteaua 200.10.57.64 este de la 200.10.57.65 la 200.10.57.94.

Tabelul 2.7 ilustreaza o retea de clasa C care este impartita in subretele, astfel incat sa furnizeze 6 adrese de host si 30 de subretele. Adresa IP de host este 192.168.5.121. Masca de subretea este 255.255.255.248 (5 biti pentru alcatuirea subretelelor).

Tabelul 2.7 Alcatuirea subretelelor pentru o adresa de clasa C

Retea

Retea

Retea

Subretea

*flost

192.168.5.121

11000000

10101000

00000101

01111

001

255.255.255.248

11111111

11111111

11111111

11111

000

Subretea

11000000

10101000

00000101

01111

000

Difuzare orientata

11000000

10101000

00000101

01111

111

In tabelul 2.7, adresa de subretea, domeniul de hosturi si adresa de difuzare orientata sunt:

Adresa de subretea: 192.168.5.120

Domeniul de hosturi: 192.168.5.121 to 192.168.5.126

Adresa de difuzare orientata: 192.168.5.127

Tabelul 2.8 este un exemplu de tabel utilizat pentru planificarea subretelei clasa C.

Tabelul 2.8 Planificarea subretelei de clasa C

Numar de biti imprumutati

Masca de subretea

Numar de subretele

Numar de hosturi

2

255.255.255.192

2

62

3

255.255.255.224

6

30

4

255.255.255.240

14

14

5

255.255.255.248

30

6

6

255.255.255.252

62

2

Nota: Subretelele cu toti bitii 0 sau cu toti bitii 1 sunt excluse. Hosturile cu toti bitii 0 sau cu toti bitii 1 sunt excluse.

Acum, ca ati invatat cum se imparte in subretele o adresa de retea de clasa C urrnatoarea sectiune va invata cum se imparte in subretele o adresa de retea de clasa B.

2.5. Identificarea adreselor de subretea, de difuzare orientata si a adreselor utlizabile

Daca se da o adresa IP si o masca de subretea, veti fi capabil sa utilizati informatia data pentru a identifica adresa de subretea, adresa de difuzare orientata si domeniul adreselor de hosturi (tabelul 2.9).

Tabelul 2.9 Identificarea subretelei, a adresei de difuzare directionata si a adresei de host

Adresa de host din subretea: 172.16.2.160

10101100 00010000 00000010 10100000

Masca de subretea: 255.255.255.192

11111111 11111111 11111111 11000000

Adresa de subretea: 172.16.2.128

10101100 00010000 00000010 10000000

Adresa de difuzare orientata: 172.16.2.191

10101100 0000100 00000010 10111111

Prima adresa de host utilizabila: 172.16.2.129

10101100 00001000 00000010 1000001

Ultima adresa de host utilizabila: 172.16.2.190

10101100 0000100 00000010 10111110

De exemplu, sa ne imaginam ca aveti o adresa de host dintr-o subretea, respectiv 172.16.2.160 cu 255.255.255.192 ca masca de subretea. Pasii urmatori va vor ajuta sa determinati adresa de subretea, adresa de difuzare orientata si domeniul adreselor IP de hosturi.

Pasul 1 - Se scrie adresa de 32 biti in notatia binara pentru 172.16.2.160, care va fi 10101100.00010000.00000010.10100000.

Pasul 2 - Apoi se scrie masca de subretea de 32 biti 255.255.255.192 in binar la fel ca mai sus, care ar fi 11111111.11111111.11111111.11000000. Numarul de subretea poate fi calculat prin operatia logica AND (SI). Asa cum ati invatat anterior in acest capitol, in sectiunea despre mastile de subretea, masca implicita de subretea pentru o adresa de clasa B (fara alcatuire de subretele) este 255.255.0.0. Pentru a diviza o retea in subretele, trebuie sa imprumutati biti de la campul de host. Acei biti imprumutati devin parte a adresei de retea. Cu masca de subretea 255.255.255.192 (11111111.11111111.11111111.11000000), se poate vedea ca 10 biti in cel de al treilea si al patrulea octet erau 1. Aceasta inseamna ca 10 biti erau imprumutati de la campul de host pentru alcatuirea subretelelor.

Pasul 3 - Sa privim acum echivalentul binar al adresei de host din subreteaua pe care ati scris-o, 10101100.00010000.00000010.10100000. Stiti ca ultimii 6 biti cel de-al patrulea octet alcatuiesc adresa de host, iar adresa de subretea are 0 in tot campul rezervat hosturilor. Daca inlocuiti ultimii 6 biti cu 0, veti obtine 10101100.00010000.00000010.10000000, care este adresa de subretea (172.16.2.128 in zecimal).

Pasul 4 - Dupa ce aveti toate adresele de subretea, puteti sa determinati adresa de difuzare orientata. Pentru a determina adresa de difuzare orientata, se plaseaza pur i simplu 1 peste tot in campul de host. In acest exemplu, adresa de difuzare orientata este 10101100.00010000.00000010.10111111 (172.16.2.191 in zecimal).

Pasul 5 - Acum ca stiti adresa de difuzare orientata pentru reteaua 172.16.2.128, sunteti pregatit sa determinati domeniul de hosturi pentru aceasta retea. Din cauza ca 172.16.2.128 are toti bitii 0 in portiunea de host, reprezinta o adresa de subretea. Prima adresa de host uti1izabila a acestei subretele este 172.16.2.129 (10101100.00010000.00000010.10000001), iar ultima adresa de host utilizabila a acestei subretele este 172.16.2.191 (10101100.00010000.00000010.10111111). Cu toate acestea, din cauza ca aceasta adresa este utilizata ca adresa de difuzare orientata in subretea, ultima adresa de host utilizabila este 172.16.2.190 (10101100.00010000.00000010.10111110). Prin urmare, domeniul de hosturi al retelei 172.16.2.128 este de la 172.16.2.129 la 172.16.2.190.

BIBLIOGRAFIE

1. Informatia Tehnologii asistate de calculator Mariana Milosescu, manual cls a - XII a, editura Teora 2002.

2. Retele de calculatoare Bruce Halberg editura Rossetti Educational 2005.

3. Thehnologia informatiei si a comunicatiilor Mariana Milosescu, manual cls a - IX a, editura Didactica si Pedagogica 2004.

4. Initierea in Internet Ovidiu Staicu, editura Areves 2002.