🔢 IPv4 adresy a maska

Ulice a číslo domu

O čem to je

Adresa „Dlouhá 12, Brno“ má dvě části: ulici, kde dům leží, a číslo domu v té ulici. Pošťák nejdřív najde ulici, pak dům.

IP adresa funguje stejně. Část adresy říká, ve které síti zařízení je, a zbytek určuje zařízení v té síti. Kde je hranice mezi nimi, prozradí maska. Bez toho nenastavíš ani domácí router.

Nové pojmy

IP adresa (IPv4)Logická adresa zařízení v síti. Má 32 bitů, píše se jako 4 čísla 0–255 oddělená tečkami.192.168.1.37
Bit a oktetBit je 0 nebo 1. Oktet je skupina 8 bitů, tedy jedno ze 4 čísel v adrese (0–255).V adrese 192.168.1.37 je první oktet 192.
Síťová a hostitelská částZačátek adresy (síťová část) je stejný pro všechna zařízení v jedné síti, jako název ulice. Konec (hostitelská část) se liší, jako číslo domu.
Maska podsítěČíslo stejné délky jako adresa, které ukazuje, kolik bitů zleva tvoří síťovou část. Jedničky = síť, nuly = hostitel. Zapisuje se tečkově, nebo zkráceně jako prefix /počet jedniček.255.255.255.0 = /24 = prvních 24 bitů je síť

Jak čtu adresu s maskou /24

U masky 255.255.255.0 (/24) jsou první tři čísla síť a poslední číslo zařízení. To je nejčastější případ v domácnostech a malých firmách.

Adresa sítěPrvní adresa sítě: hostitelská část samé nuly. Označuje celou síť, zařízení ji dostat nesmí.192.168.1.0
Broadcastová adresaPoslední adresa sítě: hostitelská část samé jedničky. Data na ni dostanou všichni v síti. Zařízení ji dostat nesmí.192.168.1.255
Výchozí bránaAdresa routeru v místní síti. Na ni počítač posílá vše, co jde mimo jeho síť (např. do internetu).Často 192.168.1.1
Počítač má 192.168.1.37/24. Urči adresu sítě, broadcast a rozsah adres pro zařízení.
Maska /24 → síť jsou první tři čísla 192.168.1. Síť: 192.168.1.0, broadcast: 192.168.1.255. Pro zařízení zbývá 192.168.1.1 až 192.168.1.254, tedy 256 − 2 = 254 adres.
Jsou 192.168.1.37/24 a 192.168.2.40/24 ve stejné síti?
Síťové části jsou 192.168.1 a 192.168.2. Liší se → nejsou ve stejné síti. Komunikovat spolu budou jen přes router (výchozí bránu).

Adresy, které jsou zvláštní

Privátní adresyRozsahy vyhrazené pro vnitřní sítě. V internetu se nesměrují, každá firma je může použít znovu.
RozsahPoužití
10.0.0.0/8privátní (velké sítě)
172.16.0.0/12 (172.16.0.0–172.31.255.255)privátní
192.168.0.0/16privátní (domácnosti)
127.0.0.0/8loopback, „já sám“ (127.0.0.1)
169.254.0.0/16APIPA: počítač si ji dá sám, když nedostal adresu od DHCP

Roztřiď adresy: kterou uvidíš v internetu a kterou jen uvnitř sítě?

✗Adresa 192.168.1.255/24 je dobrá pro tiskárnu, je přece v rozsahu sítě.
✓Pro tiskárnu použij 192.168.1.1–192.168.1.254 (kromě brány). .255 je broadcast.

První (síť) a poslední (broadcast) adresu sítě nesmí dostat žádné zařízení.

IPv4 adresa má 32 bitů ve 4 oktetech. Maska (prefix) určí, kolik bitů je síť. Adresa sítě a broadcast se zařízením nepřidělují, takže u /24 zbývá 254 adres. Privátní rozsahy: 10/8, 172.16/12, 192.168/16.

Ve dvojkové soustavě

O čem to je

Router nečte adresy jako „192.168.1.37“. Vidí jen jedničky a nuly. Když chceš pochopit masky jiné než /24 a zvládnout výpočty k maturitě nebo v práci, musíš adresu umět převést do dvojkové soustavy.

Nové pojmy

Dvojková soustavaZápis čísla jen pomocí 0 a 1. Každá pozice má hodnotu mocniny dvou. V oktetu zleva: 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1.11000000 = 128 + 64 = 192
Oktet8 bitů, jedno z čísel 0–255 v adrese.
IPv4 adresa32 bitů = 4 oktety, zapsané desítkově s tečkami.
Maska a prefixMaska = 32 bitů, nejdřív samé jedničky (síť), pak samé nuly (hostitel). Prefix /n = počet jedniček./20 = 11111111.11111111.11110000.00000000 = 255.255.240.0
Logický součin (AND)Porovnání bitů dvou čísel: výsledek je 1, jen když jsou oba bity 1. Adresa AND maska = adresa sítě.1 AND 1 = 1, 1 AND 0 = 0

Převod oktetu do dvojkové soustavy

Napiš si hodnoty pozic: 128 64 32 16 8 4 2 1.
Zleva: vejde se hodnota do čísla? Ano → napiš 1 a odečti ji. Ne → napiš 0.
Pokračuj, dokud nemáš 8 bitů.
Převeď 172 do dvojkové soustavy.
172 − 128 = 44 → 1; 64 se nevejde → 0; 44 − 32 = 12 → 1; 16 ne → 0; 12 − 8 = 4 → 1; 4 − 4 = 0 → 1; 2 ne → 0; 1 ne → 0. Výsledek 10101100.

Doplň hodnoty běžných oktetů masky.

Adresa sítě a broadcast pro libovolnou masku

Adresa sítěHostitelské bity samé 0. Spočítá se jako adresa AND maska.
BroadcastHostitelské bity samé 1. Poslední adresa sítě.
Počet použitelných adresKdyž hostitelská část má h bitů, je v síti 2^h adres. Pro zařízení zbývá 2^h − 2 (bez sítě a broadcastu)./24 → h = 8 → 256 − 2 = 254
PrefixMaskaHostitelské bityPoužitelných adres
/8255.0.0.02416 777 214
/16255.255.0.01665 534
/24255.255.255.08254
/25255.255.255.1287126
/30255.255.255.25222
Urči adresu sítě a broadcast pro 172.16.45.200/20.
/20 = 255.255.240.0. Rozhoduje 3. oktet: 45 = 00101101, maska 240 = 11110000. AND → 00100000 = 32. Síť: 172.16.32.0. Hostitelské bity ve 3. oktetu na jedničky: 00101111 = 47, 4. oktet 255. Broadcast: 172.16.47.255. Použitelných 2¹² − 2 = 4094 adres.
Kolik zařízení se vejde do sítě /26?
Hostitelských bitů je 32 − 26 = 6. 2⁶ = 64 adres, minus síť a broadcast = 62 zařízení.

Třídy adres: jen historie

Dřív se adresy dělily do tříd A (1–126.x.x.x), B (128–191) a C (192–223) s pevnou maskou /8, /16, /24. Dnes se používá beztřídní adresování (CIDR): maska může mít libovolnou délku a vždy se píše.

✗Síť /20 má 2²⁰ adres.
✓Síť /20 má 2¹² = 4096 adres (4094 použitelných).

Prefix říká počet síťových bitů. Počet adres určují zbylé bity: 32 − 20 = 12.

Oktet převádíš pomocí hodnot 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1. Adresa AND maska = adresa sítě, hostitelské bity na 1 = broadcast. Počet zařízení = 2^(32 − prefix) − 2.
🔀Ethernet, MAC adresy a VLAN✂️Podsítě (subnetting)