موضوع مقاله: زیرشبکه | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # زیرشبکه | مقدمه: پیشوند مسیریابی در تعریف می‌شود که به عنوان بخش اول آدرس در شبکه نوشته می‌شود، در ادامه با یک (/) جدا شده و در انتها با طول بیت پیشوند آورده می‌شود. | ## بخش 1: زیرشبکه | برای نمونه: ۱۹۲.۱۶۸.۱.۰/۲۴ پیشوند نسخه ۴ پروتکل اینترنت IPv4 که در شروع شبکه در آدرس داده شده‌است، دارای ۲۴ بیت مختص است؛ و ۸ بیت باقی‌مانده برای آدرس دادن میزبان Host ذخیره می‌شود. مشخصات آدرس IPv6 2001:db8::/32 با ۲۹۶ آدرس و یک پیشوند مسیریابی ۳۲ بیتی، یک بلوک آدرس بزرگ است. ماسک زیرشبکه بیت‌مپ bitmap است، هنگامی که توسط یک عملیات AND منطقی برای هر آدرس آی‌پی در شبکه به کار گرفته می‌شود محصولش یک پیشوند مسیریابی ست. در یک طرح تخصیص آدرس از اینترنت با استفاده از CIDR و در یک ساختار بزرگ، اختصاص فضای کافی برای آدرس لازم و ضروری‌ست. این طرح ممکن است کارآیی مسیریابی را افزایش بدهد، یا هنگامی که زیرشبکه‌ها توسط اشخاص مختلف در یک ساختار بزرگ‌تر به صورت اداری کنترل می‌شوند، در مدیریت شبکه مزایایی داشته باشد. بخش‌بندی فضای آدرس، شبکهٔ سازمان را به یک ساختار درخت مانند مسیریابی بدل می‌کند. آدرس‌دهی و مسیریابی شبکه رایانه‌هایی که در یک شبکه همانند اینترنت حضور دارند هر یک حداقل دارای یک آدرس منطقی هستند. رایج‌ترین معماری آدرس شبکه، پروتکل اینترنت نسخه ۴ است، امّا استفاده از جانشین آن یعنی IPv6 دقیقاً از سال ۲۰۰۶ به صورت چشم‌گیری گسترش یافته‌است. به منظور مدیریت شبکه، آدرس IP به دو بخش منطقی تقسیم می‌شود به نام‌های: پیشوند شبکه و شناسه میزبان یا " بخش دیگر". میزان بیت تخصیص داده شده درون یک شبکه برای یک پیشوند مسیریابی داخلی، بسته به معماری شبکه ممکن است بین زیرشبکه‌ها متفاوت باشد. هنگامی که در IPv6 یک پیشوند باید شامل مجموعه‌ای از بیت‌های یک هم‌جوار باشد، این در IPv4 اجباری نیست. بخش میزبان، یک شناسایی خاص محلی است و همین‌طور یک شماره میزبان روی شبکهٔ محلی یا شناسه رابط است. این ساختار آدرس‌دهی منطقی به مسیریابی گزینشی اجازه می‌دهد که اگر پیشوندهای شبکه مبدأ و مقصد با میزبان‌ها متفاوت باشند، از بسته‌های IP از میان شبکه‌های چندگانه توسط دروازه‌های مخصوص رایانه‌ها -که ره‌یاب نامیده می‌شود- به میزبان هدف گذر کنند، و اگر آن‌ها یکسان باشند مستقیماً به میزبان هدف روی شبکهٔ محلی فرستاده می‌شود. رهیاب‌ها از مرزهای منطقی و فیزیکی بین زیرشبکه‌ها متشکل می‌شوند و هم‌چنین ترافیک بین آن‌ها را مدیریت می‌کنند. پیشوند مسیریابی یک آدرس در یک فرم مشابه به آدرس خودش نوشته می‌شود که این ماسک شبکه یا ماسک زیر شبکه آدرس نامیده می‌شود. به‌طور مثال، یک مشخصه از چشم‌گیرترین آدرس ۱۸ بیتی IPv4 11111111.11111111.11000000.00000000 به صورت ۲۵۵٫۲۵۵٫۱۹۲٫۰ نوشته می‌شود. اگر این ماسک به یک زیرشبکه درون یک شبکه بزرگ‌تر تخصیص داده شود به آن ماسک زیر شبکه نیز می‌گویند. در این روش تعداد بیت‌های یک پیشوند شمرده می‌شود و این عدد پس از یک علامت اسلش جداکننده (/) به آدرس اضافه می‌شود: ۱۹۲.۱۶۸.۰.۰، ماسک شبکه ۲۵۵.۲۵۵.۲۵۵.۰ که به صورت ۱۹۲.۱۶۸.۰.۰/۲۴ نوشته می‌شود. در IPv6، 2001:db8::/۳۲ آدرس 2001:db8:: را تخصیص می‌دهد و پیشوند شبکه اش شامل مهم‌ترین ۳۲ بیت می‌شود. از هنگام معرفی CIDR، تخصیص یک آدرس IP به یک رابط شبکه، نیازمند دو پارامتر آدرس و ماسک شبکه اش است. | ## بخش 2: زیرشبکه | در حالی که زیرشبکه‌بندی ممکن است کارآیی شبکه را در یک شبکهٔ سازمان یافته افزایش دهد، پیچیدگی مسیریابی را نیز بیشتر می‌کند، چون هر زیرشبکه محلی متصل، باید توسط یک ورودی جدا در جدول‌های مسیریابی routing tables مربوط به هر ره‌یاب متصل، نشان داده شود. در هر حال با یک طرح دقیق از شبکه، ره‌یاب‌ها می‌توانند به مجموعه‌ای از زیرشبکه‌های دورتر درون شاخه‌های یک درخت طبقه‌بندی شده اضافه شوند. زیرشبکه بندی آی‌پی نسخه ۴ فرایند زیرشبکه‌بندی، فرایندی‌ست که شامل جداسازی شبکه و زیرشبکه آدرس از شناسه میزبان می‌شود. نتیجه این فرایند آدرس شبکه یا پیشوند است به علاوه یک باقی‌مانده که شناسه میزبان است. تعیین پیشوند شبکه یک ماسک شبکه IPv4، شامل ۳۲ بیت، یک توالی از یک‌ها (۱) به همراه یک بلوک (۰) می‌باشد. مثال زیر جدایی یک شناسه میزبان و پیشوند شبکه را از آدرس (۱۹۲.۱۶۸.۵.۱۳۰) نشان می‌دهد و به /۲۴ ماسک شبکه (۲۵۵.۲۵۵.۲۵۵.۰) مرتبط می‌شود. زیرشبکه‌بندی زیرشبکه‌بندی فرایندی‌ست که بخشی از بیت‌های بالا مرتبه از قسمت معین میزبان با ماسک شبکه از ماسک زیرشبکه، گروه‌بندی می‌شوند. نمودار زیر، مثال را با حرکت دو بیت از بخش میزبان به ماسک زیرشبکه به شکل ۴ زیرشبکه کوچک‌تر که یک چهارم اندازه قبلی خود هستند، توصیف می‌کند. 00000000.00000000.00000000.00000010 0.0.0.2 آدرس‌ها و زیرشبکه‌های خاص نسخه ۴ پروتکل اینترنت قالب‌های معینی از آدرس‌ها را استفاده می‌کند که به منظور بازشناخت قابلیت ویژه آدرس هاست. اولین و آخرین زیرشبکه‌ها که توسط زیرشبکه‌بندی به وجودآمده‌اند در اوایل با پیامدهای خاص و در ادامه دارای یک ساختار ویژه بوده‌اند. برای مثال، از آخرین نشانه درون شبکه برای انتقال سیگنال‌ها به تمام شبکه‌های روی لینک استفاده می‌شود. زیرشبکه صفر و همه زیرشبکه‌های یک طریقه به وجود آمدن اولین زیرشبکه: از زیرشبکه‌بندی‌ای که همهٔ بیت‌ها را در یک گروه بیت زیرشبکه‌ها داراست و به صفر (۰) تنظیم می‌کند، به وجود آمده است. آخرین زیرشبکه نیز به‌طور مشابه، از subnetting که همه بیت‌ها را در یک گروه بیت زیرشبکه داراست و آن را به (۱) تنظیم می‌کند، به دست آمده است. در اوایل IETF یا نیروی ضربت مهندسی اینترنت تولید این دو زیرشبکه را به دلیل اختلالات احتمالی ممنوع اعلام کرده بود که این اختلالات ناشی از آدرس یکسان شبکه و زیرشبکه می‌بود.RFC 950, در سال ۱۹۹۵، ممنوعیت زیرشبکه صفر و تمام زیرشبکه‌های یک توسط RFC 1878 در طی یک سند محرمانه منسوخ شد، گرچه الان سندی تاریخی‌ست. زیر شبکه و شمار هاست‌ها تعداد زیرشبکه‌های موجود و تعداد احتمالی میزبان‌ها در یک شبکه را می‌توان به سرعت محاسبه کرد. در مثال فوق، دو بیت برای ایجاد زیرشبکه قرض داده شدند و بنابراین یک زیرشبکه ۴ (۲۲) احتمالی را به وجود آوردند. در هر حال به دلیل ناکارآمدی این سنت، استفاده از آن در محیط عمومی اینترنت ممنوع اعلام شد، و مربوط به زمانی‌ست که با تجهیزات قدیمی که CIDR را اجرا نمی‌کنند، معامله می‌شود. تنها دلیل عدم استفاده از زیرشبکه تمام یک، مبهم بودن این زیرشبکه است در هنگامی که طول پیشوند در دسترس نیست. ابزار RFC و خود ۹۵۰، استفاده از زیرشبکه صفر را قانونی نمی‌کند هر چند متخصصان این را بهترین راه می‌دانند. بیت‌های باقی‌مانده پس از بیت‌های زیرشبکه، در آدرس دهی میزبان‌ها درون زیرشبکه استفاده می‌شوند. | ## بخش 3: زیرشبکه | در مثال بالا، ماسک زیرشبکه درای ۲۶ بیت است که ۶ بیت را برای شناسه میزبان باقی می‌گذارد. تمام مقادیر صفر و یک، به ترتیب برای آدرس شبکه و انتقال آدرس برادکست ذخیره می‌شوند. در سیستم‌هایی که CIDR توانایی رسیدگی دوتایی را دارد، میزان دسترسی به میزبان خیلی کمتر می‌شود تا دسترسی به زیرشبکه. این اتفاق موجب در دسترس قرارگیری تمام زیرشبکه‌های 2n و حذف نیاز به تفریق تمام زیرشبکه‌های دوتایی‌ست. هر انتقال، مثلاً .۱۵ .۳۱ - .۲۵۵ حساب مشتری را حذف می‌کند –و نه شبکه- و آخرین زیرشبکه را قابل استفاده می‌نماید. فناوری قدیمی قادر به استفاده از پیش فرض CIDR در تطابق با استانداردهای RFC 1878، نمی‌باشد. تا سال ۲۰۰۷ با تفریق سیسکو از فرمول زیرشبکه در زیرشبکه‌های به اصطلاح قابل استفاده، به این سردگمی دامن زده شد. معمولاً، 2h-۲ تعداد میزبان‌های در دسترس روی یک زیرشبکه است، طوری که h تعداد بیت‌های مصرفی در قسمت میزبان آدرس می‌باشد. همین‌طور تعداد زیرشبکه‌های در دسترس 2n است طوری که n تعداد بیت‌های مصرفی در قسمت شبکهٔ آدرس است. RFC 3021 استثنائی را برای این قانون در رابطه با ماسک زیر شبکه ۳۱ بیتی تصریح می‌کند که به این شرح است: شناسه میزبان، تنها یک بیتی ممکن برای دو آدرس مجاز است. یک شبکهٔ /۲۴، ممکن است با افزایش موفقیت ماسک‌های زیرشبکهٔ یک بیتی، به چندین زیرشبکه تقسیم شود. در نتیجه، تعداد کلی میزبان‌هایی که در یک شبکه/۲۴ می‌توانند آدرس داده شوند، تحت تأثیر قرار می‌گیرند (آخرین ستون). اندازه پیشوند مسک شبکهزیرشبکه‌های موجود میزان قابل استفاده هاست در هر زیرشبکه مجموع هاست‌های قابل استفاده در هر زیرشبکه /۲۴ 255.255.255.0 ۱ ۲۵۴ ۲۵۴ /۲۵ 255.255.255.128 ۲ ۱۲۶ ۲۵۲ /۲۶ 255.255.255.192 ۴ ۶۲ ۲۴۸ /۲۷ 255.255.255.224 ۸ ۳۰ ۲۴۰ /۲۸ 255.255.255.240 ۱۶ ۱۴ ۲۲۴ /۲۹ 255.255.255.248 ۳۲ ۶ ۱۹۲ /۳۰ 255.255.255.252 ۶۴ ۲ ۱۲۸ /۳۱ 255.255.255.254 ۱۲۸ ۲ * ۲۵۶ *فقط مربوط به لینک‌های نقطه به نقطه (point-to-point link) زیرشبکه‌بندی آی‌پی نسخه ۶ طراحی فضای آدرس IPv6 به‌طور قابل توجهی با IPv4 متفاوت است. در IPv6، همچنین محدودیتی وجود ندارد و فضای در دسترس آدرس بزرگ‌تر است و حتا در مورد کاربران نهایی، مورد محدودیت کننده‌ای موجود نیست. یک پذیرای RFC 4291 زیرشبکه همیشه از آدرس‌های IPv6، ۶۴ بیتی برای قسمت میزبان استفاده می‌کند.RFC 4291, بنابراین دارای یک پیشوند مسیریابی /۶۴ است. در حالی که عملاً استفاده از زیرشبکه‌های کوچک‌تر ممکن است،RFC 4862, آن‌ها برای شبکه‌های کوچک محلی که بر اساس اترنت اند، بی‌فایده و غیرقابل استفاده‌اند. تمام آدرس‌های صفر، به عنوان آدرس هرکس (Anycast) روترهای زیرشبکه ذخیره می‌شوند.RFC 4291, سهمیه توصیه شده برای یک سایت مشتری IPv6 یک فضای آدرسی با یک پیشوند ۴۸ بیتی بود. در هر حال این توصیه برای تشویق بلوک‌های کوچک‌تر (مثلاً با پیشوند ۵۶ بیتی) بازنویسی شده‌است. | ## جمع‌بندی | زیرشبکه‌بندی در IPv6 بر اساس مفهوم ساخت طول‌های متغیر زیرشبکه (VLSM) و روش CIDR می‌باشد که برای مسیریابی ترافیک بین فضاهای سهمیه جهانی؛ و درون شبکه‌های مشتریان بین زیرشبکه‌ها و اینترنت کاربرد دارد.