Твой Сетевичок

Все о локальных сетях и сетевом оборудовании

Деление на подсети: разделение локальной сети с помощью vlan

Одной из «классических» задач сисадмина является необходимость в рамках одного предприятия разделить одну физическую сеть на несколько виртуальных – по признаку принадлежности к отделу, департаменту, вип-персонам и т.д. Даже если вы будете использовать в качестве маршрутизатора и фаервола сервер с ОС Linux, осуществляющий технологию «ip-alias», вы не сможете быть уверены в своей безопасности на 100%.

Дело в том, что вышеуказанная технология позволяет одному и тому же интерфейсу вашего сервера выступать в роли нескольких шлюзов для разных подсетей, но она не сможет уберечь вашу сеть от прослушивания трафика.

И причина тому проста — пользователи разных отделов будут оставаться в одном широковещательном домене в рамках коммутатора, хоть подсети будут разными.

Разделение локальной сети с помощью vlan

Для решения данной проблемы используется технология VLAN (Virtual Local Area Network), позволяющая логически разделить физическую сеть на несколько широковещательных не пересекающихся промеж себя доменов, и соответственно, улучшающую безопасность локальной сети. Иными словами, VLAN позволяет осуществлять деление на подсети и создавать отдельные сетевые сегменты на 2-м, канальном, уровне модели OSI в рамках одного или нескольких физических коммутаторов вашей сети.

Обычно коммутатор передает данные от одного устройства к другому на основании mac-таблицы, которая содержит в себе информацию о mac-адресе устройства и физическом порте, с которого данный mac пришел. При разделении локальной сети с помощью vlan добавляется еще информация о принадлежности к определенному сегменту сети – номер vlan.

Технология VLAN позволяет избавиться от большого количества широковещательного трафика, примером которого являются arp-/dhcp-бродкасты или же мультикаст (multicast), использующийся при передаче видеопотоков. Такой тип трафика «съедает» полезную пропускную способность вашей сети.

Как правильно разбить сеть на vlan?

Рассмотрим, как разделить сеть на подсети с помощью VLAN на базе коммутатора Cisco Catalyst. Имеется два компьютера, подключенные к коммутатору и находящиеся в одном широковещательном домене, а также имеющие ip-адреса в одной сети с одинаковой маской подсети, и как следствие, «видящие» друг друга с помощью утилиты ping. Подключимся с помощью telnet или ssh к консоли коммутатора и посмотрим на конфигурацию vlan.

Здесь видно, что все физические порты коммутатора по умолчанию находятся в vlan 1, соответственно, устройства за ними взаимодоступны.

Чтобы разделить сеть на две подсети, создадим два новых vlan: первый для ПК_1, второй для ПК_2:

Проверим, обновилась ли таблица vlan:

Как видно, оба vlan были созданы и их состояние активно.

Однако физические порты еще не привязаны к этим vlan. Чтобы сделать это, выполним следующую конфигурацию:

Первая строка, следующая за названием физического интерфейса (порта), указывает коммутатору, что данный порт используется в режиме access – то есть принимает только единственный возможный vlan. Существуют еще и trunk-порты, поддерживающие несколько разных vlan с одного физического интерфейса – обычно такой режим используется между коммутаторами или коммутатором и маршрутизатором. Вторая строка указывает, какой именно vlan закреплен за данным физическим портом.

Посмотрим теперь на таблицу vlan:

Как видим, информация обновилась: порт ПК_1 находится в vlan 10, а порт ПК_2 – в vlan 20. Попробуем проверить доступность компьютеров друг относительно друга с помощью утилиты ping теперь:

Итак, после деления на подсети два компьютера (имеющие ip-адреса из одной сети и одинаковую маску подсети) стали друг для друга недоступны вследствие помещения их разные vlan на коммутаторе.

Таким образом, можно создать уникальные vlan для разных подразделений, поместив необходимые физические порты в каждый из них, разграничив физическую сеть на несколько взаимонедоступных логических сегментов.

Другое дело, если требуется осуществить маршрутизацию между разными подсетями из разных vlan, частично ограничив доступность каждой из них друг для друга. Для этого потребуется установка маршрутизатора, который примет на свой физический интерфейс несколько разных vlan с коммутаторов вашей сети используя технологию TRUNK. В данном случае на маршрутизаторе создаются виртуальные ip-интерфейсы, выступающие в роли шлюзов для подсетей подразделений. На такой ip-интерфейс уже можно добавить ACL (Access control list), выступающий своего рода фаерволом, ограничивающим доступность между подсетями.

ИТ База знаний

Курс по Asterisk

Полезно

— Узнать IP — адрес компьютера в интернете

— Онлайн генератор устойчивых паролей

— Онлайн калькулятор подсетей

— Калькулятор инсталляции IP — АТС Asterisk

— Руководство администратора FreePBX на русском языке

— Руководство администратора Cisco UCM/CME на русском языке

— Руководство администратора по Linux/Unix

Навигация

Серверные решения

Телефония

FreePBX и Asterisk

Настройка программных телефонов

Корпоративные сети

Протоколы и стандарты

Популярное и похожее

Курс по сетям

Прокси сервер – что это, виды и зачем нужен?

Разбиение сети на подсети: VLSM

7 частых проблем с сетью и как их быстро решить

Мультиплексирование в компьютерных сетях

Anycast в компьютерных сетях

Беспроводная связь по 802.11

Как избежать петель маршрутизации при редистрибуции

Еженедельный дайджест

Тонкое искусство разбиения вашей сети на подсети

Компьютерные сети это то, что можно встретить сейчас в любом доме, в любой организации. Более того, это одна из основных составляющих успешной деятельности современного предприятия. И чем крупнее организация, тем шире в ней компьютерная сеть. В этом случае для удобства организации работы имеет смысл разделить единую сеть на подсети. В этой статье мы рассмотрим, как правильно и без ошибок наладить работу с подсетями в рамках одной локальной сети.

Обучайся в Merion Academy

Пройди курс по сетевым технологиям

Начать

Прежде всего, стоит понимать, а нужно ли вообще разбивать сеть? Если фирма небольшая, на 3-4 сотрудника в одном офисе, то в такой разбивке нет необходимости. Однако, если сотрудники компаний занимают несколько кабинетов, или же отделы находятся в различных зданиях — в этом случае без сегментации на подсети не обойтись.

Вообще, интернет-провайдер рассматривает любую организацию как одну сеть, в идеале, имеющую один IP-адрес. На деле так получается далеко не всегда. Если организация крупная, то в ней по факту может быть несколько локальных подсетей, объединенных в одну сеть, которую и будет «видеть» провайдер. Эти подсети могут быть территориально удалены друг от друга, поэтому нужно правильно наладить их соединение, чтобы избежать ошибок в обмене данными.

Конечно, самым очевидным решением будет присвоение каждому устройству своего IP-адреса. Но если в сети есть несколько маршрутизаторов, такой вариант будет неприемлемым или исключительно сложным в реализации.

Что же делать в случае, если сеть организована через связанные между собой маршрутизаторы? В этом случае нужно присвоить IP-подсетям разные адреса.

Задачка: из пункта А в пункт Б выехал поезд…Упс, нет, не та задача. Пусть в организации есть несколько отделов. Чтобы понять, какое количество IP-адресов выдать на подсеть, необходимо знать потребности каждого отдела. Иными словами, знать максимальное количество компьютеров и сетевых устройств, которое планируется ставить в каждом отделе. Для каждого компьютера (и любого другого сетевого девайса) в рамках подсети будет установлен свой индивидуальный IP-адрес. Также нужны IP-адреса для виртуальных серверов, если таковые используются в организации. Не лишним будет создать запас IP-адресов на случай расширения отдела и установки новых рабочих станций.

Есть два варианта разделения сети. Это вариант с подсетями равного размера и вариант с подсетями разного размера. Рассмотрим первый случай:

Если вы на хотите заморачиваться с самостоятельным расчетом подсетей, то мы сделали все за вас 😌. Воспользуйтесь нашим готовым калькулятором подсетей

Вариант 1: Разделение сети на подсети одинакового размера:

Вообще, в сети, устроенной по протоколу IPv4 можно, как правило размещают 254 устройства (2^8-2 – два в восьмой степени минус 2. Минус два, так как один адрес широковещательный а другой сетевой, так называемый нулевой). Из адресного пространства узла (последние 8 бит) для адресации подсетей потребуется занять несколько бит. Если занять 1 бит получится 2 подсети, 2 бита 4 подсети, 3 бита 8 подсетей и так далее. Маска подсети будет увеличиваться на +1 за каждый занятый для разбивки бит.

Таким образом, определив нужное количество подсетей, мы можем начинать разбивку. Стоит помнить, что чем больше подсетей, тем меньше в них будет адресов. Например, если подсетей нужно сделать 7, то для адресации в адресном пространстве узла мы возьмем 3 бита, и еще 5 у нас останется для присвоения IP-адресов. Таким образом, в каждой подсети можно будет установить (2^5-2 – два в пятой степени минус два) = 30 устройств. Общая вместимость сети в данном случае составит (30*8) =240 устройств.

Диапазоны устройств в подсетях найти также несложно. Они будут распределены от 0 до 254, при этом адреса подсети уже будут зарезервированы (0, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224)

• 1-я подсеть: 1.2.3.0 /27 диапазон 1.2.3.1 /27 1.2.3.30 /27
• 2-я подсеть: 1.2.3.32 /27 диапазон 1.2.3.33 /27 1.2.3.62 /27
• 3-я подсеть: 1.2.3.64 /27 диапазон 1.2.3.65 /27 1.2.3.94 /27
• 4-я подсеть: 1.2.3.96 /27 диапазон 1.2.3.97 /27 1.2.3.126 /27
• 5-я подсеть: 1.2.3.128 /27 диапазон 1.2.3.129 /27 1.2.3.158 /27
• 6-я подсеть: 1.2.3.160 /27 диапазон 1.2.3.161 /27 1.2.3.190 /27
• 7-я подсеть: 1.2.3.192 /27 диапазон 1.2.3.193 /27 1.2.3.222 /27
• 8-я подсеть: 1.2.3.224 /27 диапазон 1.2.3.225 /27 1.2.3.254 /27

Таким образом, наши IP — пакетики могут легко пройти через маршрутизаторы и найти нужный путь. Но в данном варианте есть и минус — множество IP-адресов в подсети остаются неиспользуемыми. Теперь рассмотрим второй вариант:

Вариант 2. Разделение сети на подсети различного размера:

В данном случае необходимо будет рекурсивно разделить сеть пополам. Посмотрите наглядную картинку:

И так далее. А затем для каждой подсети подобрать адрес с диапазоном нужного размера. Таким образом если в одной подсети 50 устройств, она будет в диапазоне 3 итерации деления, если же 5, то в 5 итерации.

Используя этот метод, мы экономим IP-адреса и можем разделять сеть на подсети разных размеров.

Подытоживая, можно отметить, что такое деление отлично подойдет в случае IPv6, но с учетом того, что там используется гораздо более объемное адресное пространство, там проблемы с экономией IP-адресов не стоит. Принцип деления сети на подсети будет тем же самым с поправкой на 128-битный адрес нового протокола.

Как разделить сеть на подсети

Компьютеры большинства компаний и небольших фирм объединяют в единую сеть. Таким способом можно упростить обмен данными между узлами, разворачивать серверные приложения на мощном компьютере в сети, с которым взаимодействуют все подключенные устройства, и при этом обеспечить доступ в интернет. Но часто возникает необходимость объединять несколько устройств в отдельную сеть. Для этого следует знать, как разделить сеть на подсети, не меняя ее архитектуру.

Разделение сети на подсети самостоятельно

Поскольку большинство организаций не используют сети класса B, в рамках которых могут быть соединены между собой 65534 устройства, рассмотрим пример разделения сетей класса C. Наиболее распространенный вариант разбиения – с помощью маски.

Маска подсети — это цифровой шаблон, с помощью которого можно определить принадлежность устройства, обладающего уникальным адресом (IP), к той или иной подсети. Данный шаблон может быть представлен в двух видах: в десятичном и двоичном видах. Но последний на практике не используют, однако общее число единиц в записи суммируют и указывают через дробь в конце десятичной записи.

Например, 192.168.109.0/32, где число 32 характеризует сумму единиц в двоичной записи.

Предположим, существует сеть, в состав которой входит некоторое количество компьютеров, 3 свитча (коммутатора) и 3 маршрутизатора.

Провайдером была выделена сеть 192.168.0.0/24.

Разделим ее на 6 подсетей, при этом число устройств в каждой будет различным: 100, 50, 20, 2, 2, 2. Деление начинают с участка, к которому подключено наибольшее число устройств. Как видно, короткая запись маски – 24, что означает, что ее можно представить в таком виде: 255.255.255.0.

Чтобы разбить сеть на 2 подсети, необходимо сменить маску с «24» на «25» и применить ее к сети. В созданных подсетях 192.168.0.0/25 и 192.168.0.128/25 для IP узлов выделено 7 бит. Число доступных адресов можно рассчитать следующим способом: 2^7-2 = 126, что больше 100.

Теперь разделим подсеть 192.168.0.128/25 на 2 подсети, для чего используем маску 26. Число доступных адресов – 2^6-2 = 62, поскольку теперь для адресов устройств выделено 6 бит. В итоге получили 2 подсети: 192.168.0.128/26 и 192.168.0.192/26.

Подобным способом используем маску 27 для очередного деления на 2 подсети. Число устройств – 2^5-2 = 30, что больше 20. Получаем подсети 192.168.0.192/27 и 192.168.0.224/27.

Для создания 3 подсетей с подключенными по 2 устройства к каждой, из общего IP-адреса достаточно выделить всего 2 бита под адреса. Общее число бит в IP-адресе – 32. Получаем маску: 32-2=30. Применяем ее для сети 192.168.0.224, получаем 3 новых подсети: 192.168.0.224/30, 192.168.0.228/30, 192.168.0.232/30.

Таким способом сеть была поделена на 6 подсетей. Однако можно значительно упростить задачу, воспользовавшись одним из онлайн-сервисов.

Как разделить сеть на подсети онлайн VLSM Calculator

Данный онлайн-сервис позволяет разделить сеть на требуемое число подсетей с использованием сетевой маски. На странице содержится форма, с несколькими полями. В первом требуется ввести адрес исходной сети, указав через «/» биты маски. Чтобы изменить количество подсетей, необходимо найти на форме поле с соответствующим названием и ввести требуемое значение, зафиксировать его нажатием на «Изменить». Форма примет вид с определенным числом подсетей, которые характеризуются буквенным обозначением («Название») и числом устройств («Размер»). Необходимо заполнить поля «Размер» в зависимости от требуемого числа устройств в подсетях и нажать кнопку «Отправить».

Разделить сеть на подсети онлайн — http://www.vlsm-calc.net/?lang=ru

В результате будет представлена таблица с адресами подсетей, диапазонами выделенных адресов, масками, выраженными в десятичном и двоичном видах, именами подсетей и выделенными размерами (числом доступных адресов для устройств). Также пользователю будет предоставлена информация об эффективности использования пространства адресов, выраженной в процентах.

Администраторы часто используют деление сетей с целью упрощения взаимодействия с устройствами, подключенными к ней. Представленный способ расчета не является сложным, но можно значительно сэкономить время, воспользовавшись онлайн-сервисом.