Зачем нужна IP-адресация

Каждое устройство в сети — компьютер, маршрутизатор, сервер, абонентский ONT — должно иметь уникальный адрес, чтобы данные знали, куда идти. IP-адрес — это как почтовый адрес для пакетов данных.

Без правильного планирования адресного пространства сеть превращается в хаос: адреса дублируются, маршруты не строятся, а поиск неисправности занимает дни вместо минут.

Структура IPv4-адреса

IPv4-адрес — это 32-битное число, записанное в виде четырёх октетов:

192.168.1.100

В двоичном представлении:

11000000.10101000.00000001.01100100

Адрес состоит из двух частей:

  • Номер сети — старшие биты, определяют, к какой сети принадлежит устройство.
  • Номер узла — младшие биты, идентифицируют конкретное устройство в сети.

Граница между ними задаётся маской подсети.

Маска подсети и CIDR

Маска подсети — это тоже 32-битное число, которое определяет, какая часть адреса является номером сети.

Классические маски:

  • 255.0.0.0 (/8) — сеть класса A (до 16 млн хостов)
  • 255.255.0.0 (/16) — сеть класса B (до 65 тыс. хостов)
  • 255.255.255.0 (/24) — сеть класса C (до 254 хостов)

CIDR-нотация (Classless Inter-Domain Routing) позволяет задавать маску числом после слэша:

  • /24 = 255.255.255.0
  • /25 = 255.255.255.128 (128 адресов, 126 хостов)
  • /30 = 255.255.255.252 (4 адреса, 2 хоста — типичная точка-точка)

Практический пример: разбиение сети

Допустим, оператор получил блок 10.0.0.0/24 (256 адресов) и ему нужно:

  • 4 подсети по 60 хостов для абонентских сегментов
  • 2 подсети по 2 адреса для туннелей между маршрутизаторами

Решение:

  • 10.0.0.0/26 — 62 хоста (подсеть 1)
  • 10.0.0.64/26 — 62 хоста (подсеть 2)
  • 10.0.0.128/26 — 62 хоста (подсеть 3)
  • 10.0.0.192/26 — 62 хоста (подсеть 4)
  • 10.0.0.252/30 — 2 хоста (туннель 1)
  • 10.0.0.248/30 — 2 хоста (туннель 2)

Частые ошибки

  1. Двойное назначение адреса. Два устройства в одной подсети с одинаковым IP — конфликт, один из них «выпадает» из сети.
  2. Неправильная маска. Если маска /26, а не /24, часть адресов становится «недоступной» — они относятся к другой подсети.
  3. Забыт broadcast-адрес. Последний адрес в подсети — broadcast, его нельзя назначать хосту.
  4. RFC 3021. Для точка-точка-связей используется /31 (2 адреса без broadcast), но не все устройства это поддерживают.

IPv6: кратко

IPv4 заканчивается — свободных блоков всё меньше. IPv6 использует 128-битные адреса (3.4×10³⁸ уникальных адресов), что делает NAT и частные адреса ненужными.

Основное отличие в планировании: в IPv6 нет классов, подсети всегда /64 (64 бита для сети, 64 для хоста), а адреса даются блоками по 2⁶⁴.

Что дальше

После освоения IP-адресации стоит перейти к маршрутизации — понять, как пакеты находят путь от источника к назначению. Начните с динамической маршрутизации (OSPF), затем изучите междоменную маршрутизацию (BGP).