Калькулятор CIDR / подсетей

Что делает этот инструмент

Блок CIDR вроде 192.168.1.0/24 — это компактный способ назвать диапазон адресов. Этот инструмент берёт такой блок и отвечает на вытекающие из него вопросы: где диапазон начинается и заканчивается, сколько адресов в нём, сколько из них можно выдать машине, как выглядит маска подсети, попадает ли внутрь конкретный адрес и что получится, если разрезать блок на части поменьше.

Он работает с IPv4 и IPv6 и принимает адрес узла так же охотно, как адрес сети: вставьте 192.168.1.57/24 прямо из ip addr, и он скажет, в каком блоке живёт этот адрес. Всё это арифметика, выполняемая в вашем браузере: никаких запросов, никакого сервера, и работает при выдернутом кабеле.

Что означает число после косой черты

Адрес IPv4 — это 32 бита. Число после косой черты — длина префикса — говорит, сколько из этих битов определяют сеть; остальные определяют узел внутри неё. /24 фиксирует первые 24 бита и оставляет 8 свободными, поэтому в нём 2^8 = 256 адресов.

192.168.1.0                           # адрес
11000000.10101000.00000001.00000000   # его 32 бита
11111111.11111111.11111111.00000000   # маска /24: 24 единицы, 8 нулей

Там, где в маске стоит единица, бит принадлежит сети и одинаков у каждого адреса блока; там, где стоит ноль, бит свободен и определяет узел. Каждый дополнительный бит префикса делит блок пополам. Это соотношение и есть вся суть разбиения на подсети, и его стоит усвоить, а не заучивать таблицу:

• /24 — 256 адресов, 254 используемых. Классическая небольшая сеть.
• /25 — 128 адресов, 126 используемых. Половина /24.
• /26 — 64 адреса, 62 используемых.
• /30 — 4 адреса, 2 используемых. Традиционная двухточечная линия.
• /16 — 65 536 адресов. Это /24 двести пятьдесят шесть раз.

Почему двух адресов не хватает

В /24 256 адресов, но используемых только 254, потому что IPv4 тратит два из них. Первый адрес блока — адрес сети, он называет сам блок и не назначается ни одному интерфейсу. Последний — широковещательный адрес, достигающий всех узлов канала разом. Отсюда и знакомое 2^n − 2.

Два префикса ломают эту формулу, и большинство калькуляторов ошибается хотя бы в одном из них:

• В /31 два адреса, а формула говорит ноль используемых. RFC 3021 определяет /31 для двухточечных линий, где широковещательный адрес не нужен и оба адреса назначаются — по одному на каждый конец. Правильный ответ — 2.
• /32 — это один адрес, а формула говорит −1. /32 называет ровно один узел; именно так записывают отдельный сервер в правиле межсетевого экрана или в маршруте.

Этот инструмент следует RFC 3021 и сообщает 2 и 1 в этих случаях. Если другой калькулятор говорит вам, что у /31 нет используемых адресов, это учебная формула, применённая за пределами области, где она верна.

Маска подсети и обратная маска

Маска подсети несёт ту же информацию, что и длина префикса, записанную четырьмя октетами: биты сети — единицы, биты узла — нули. /24 — это 255.255.255.0. Старые форматы конфигурации хотят маску, новые — префикс, и они взаимозаменяемы.

Обратная маска — это инвертированная маска подсети: 0.0.0.255 для /24. Списки доступа Cisco и операторы network в OSPF пишутся именно с ней, и инверсия сбивает с толку достаточно часто, чтобы сказать об этом прямо: в обратной маске нулевой бит означает «должен совпасть», а единичный — «неважно», то есть ровно наоборот по сравнению с маской подсети.

IPv6 — та же идея с меньшим числом исключений

Адреса IPv6 занимают 128 битов вместо 32, а префикс работает точно так же: /64 фиксирует первые 64 бита. Арифметика та же; меняется то, что исчезают два усложнения IPv4.

• Широковещательного адреса нет. IPv6 заменил широковещание многоадресной рассылкой, поэтому в конце префикса ничего не зарезервировано.
• В начале тоже ничего не зарезервировано, поэтому каждый адрес блока назначаем, и число используемых совпадает с общим. (Нулевой адрес подсети — это anycast-адрес маршрутизатора подсети, соглашение маршрутизации, а не дыра в диапазоне.)
• Нет маски подсети в точечной записи. IPv6 всегда пишется длиной префикса; 128-битная маска текстом была бы нечитаемой, и её никто не просит.

/64 — стандартный размер для одного канала, потому что автоконфигурация адресов без сохранения состояния рассчитывает на 64 бита узла. Площадке обычно выделяют /48 или /56, который затем делят на /64 — по одному на VLAN или сегмент. Поэтому этот инструмент охотно разделит /48 на /64 и скажет, что их 65 536.

Числа адресов растут быстро, поэтому они показаны и степенью двойки, и полной цифрой: в /32 содержится 2^96 адресов, то есть 79 228 162 514 264 337 593 543 950 336. Степень — то, что читается; цифры — то, что копируют.

Как писать адреса IPv6 канонически

Один и тот же адрес IPv6 можно записать многими способами, из-за чего сравнивать два адреса на глаз ненадёжно. RFC 5952 задаёт единственную каноническую текстовую форму, и именно её выдаёт этот инструмент:

• Шестнадцатеричные буквы в нижнем регистре и никаких ведущих нулей внутри группы — 2001:0db8 становится 2001:db8.
• Самая длинная последовательность нулевых групп заменяется на ::, и только самая длинная. При равенстве побеждает левая.
• Одиночная нулевая группа никогда не сжимается, потому что :: ничего бы не сэкономило и создало бы второе написание.

Развёрнутая форма показана рядом, каждая группа дополнена до четырёх цифр. Она не каноническая, но именно она выравнивается в столбец, когда сравниваешь список адресов.

Разделение блока

Разрезать одну сеть на несколько равных — та операция, ради которой обычно и открывают калькулятор подсетей. Каждый дополнительный бит префикса удваивает число подсетей и вдвое уменьшает их размер: /24 превращается в два /25, четыре /26, восемь /27 и так далее.

192.168.1.0/24  ->  /26
192.168.1.0/26      # адреса   0-63
192.168.1.64/26     # адреса  64-127
192.168.1.128/26    # адреса 128-191
192.168.1.192/26    # адреса 192-255

Подсети покрывают родительский блок в точности — без пропусков и наложений, и это свойство стоит проверять, когда режешь адресное пространство вручную. Учтите, что числа растут быстро: /8, разделённый на /24, — это 65 536 сетей, поэтому список здесь ограничен, а настоящий итог указан рядом, вместо того чтобы молча обрезать ответ.

Диапазоны с особым значением

Некоторые блоки зарезервированы под конкретное назначение, и сеть, оказавшаяся внутри такого блока, помечается здесь. Чаще всего встречаются эти:

• Частные (RFC 1918) — 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 и 192.168.0.0/16. Маршрутизируются внутри организации, но никогда в публичном интернете.
• Петлевые — 127.0.0.0/8 в IPv4 и ::1 в IPv6. Трафик, который никогда не покидает узел.
• Link-local — 169.254.0.0/16 и fe80::/10. Назначаются самостоятельно, действительны только в пределах одного канала. Адрес IPv4 из этого диапазона обычно означает, что DHCP не сработал.
• CGNAT оператора — 100.64.0.0/10. Используется между абонентом и провайдером; увидеть его в своей сети — признак NAT на стороне провайдера.
• Документация — 192.0.2.0/24, 198.51.100.0/24, 203.0.113.0/24 и 2001:db8::/32. Зарезервированы для примеров, поэтому и встречаются на этой странице повсюду.
• Уникальные локальные — fc00::/7. Аналог частного пространства RFC 1918 в IPv6.

Метка ставится только тогда, когда весь блок находится внутри особого диапазона, а не просто пересекается с ним. 0.0.0.0/0 покрывает все существующие частные диапазоны, но сам частным не является, и утверждать обратное было бы хуже, чем промолчать.