Każde urządzenie podłączone do internetu potrzebuje adresu IP. Podobnie jak adres domu odróżnia twoją nieruchomość od innych przy tej samej ulicy, adres IP to unikalny identyfikator, który wyróżnia twoje urządzenie spośród innych podłączonych do sieci.
Jednak IPv4, czyli obecna wersja protokołu adresów IP używana przez większość świata, wyczerpuje dostępną pulę unikalnych adresów. Jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu było wprowadzenie CIDR, czyli bezklasowego routingu międzydomenowego.
Aby jednak sprawnie zarządzać siecią, administratorzy potrzebują punktu odniesienia, który pokazuje liczbę hostów, maskę podsieci oraz zakres adresów IP dostępnych dla danego bloku CIDR.
Dlatego w tym artykule zamieszczam ściągawkę CIDR i odpowiadam na pytanie: czym jest CIDR, jak działa CIDR w IPv4 i IPv6 oraz czym jest zakres notacji CIDR.
Czym jest CIDR?
CIDR, czyli bezklasowy routing międzydomenowy, to system przydzielania adresów IP opracowany w 1993 roku, który zastąpił nieefektywny system klasowy. Przed wprowadzeniem CIDR Internet korzystał z klasowego podziału adresów IP.
Wyróżniano trzy klasy adresów IP, różniące się liczbą dostępnych adresów w danej sieci. Podział wyglądał następująco:
- Klasa A: Przeznaczona dla bardzo dużych organizacji i sieci, umożliwiała przydzielenie ponad 16 milionów adresów IP w ramach jednej sieci.
- Klasa B: Przeznaczona dla sieci średniej wielkości, oferowała do 65 534 unikalnych adresów IP.
- Klasa C: Przeznaczona dla małych sieci, zapewniała tylko 254 unikalne adresy IP.
Mimo że ten system sprawdzał się przez pewien czas, był bardzo nieefektywny, bo różnice w liczbie dostępnych adresów między klasami były zbyt duże. Zdarzało się więc, że organizacja potrzebująca 300 adresów IP nie mogła skorzystać z bloku klasy C, który oferował tylko 254 adresy, i musiała otrzymać blok klasy B.
W efekcie organizacja wymagająca zaledwie 300 adresów IP otrzymywała 65 534. Przez pewien czas nie stanowiło to problemu, ponieważ łączna pula unikalnych adresów IPv4 (około 4,3 miliarda) z dużym zapasem przewyższała faktyczne zapotrzebowanie. Dla przykładu, w 1993 roku na świecie żyło jedynie około 5,6 miliarda ludzi, z których z Internetu korzystało tylko 15 milionów.
Z biegiem lat, wraz ze wzrostem liczby użytkowników Internetu, pula adresów IPv4 zaczęła się kurczyć, co doprowadziło do powstania CIDR. CIDR całkowicie odszedł od sztywnego podziału klasowego i wprowadził maskowanie podsieci o zmiennej długości, czyli VLSM.
Ten system pozwala administratorom sieci przydzielać dokładnie tyle adresów IP, ile potrzebują, zamiast ograniczać się do z góry ustalonych pul: 254, ponad 65 000 lub ponad 16 milionów. Ale jak dokładnie działa CIDR? Czym różni się CIDR w IPv4 od CIDR w IPv6? I jak korzystać ze ściągawki CIDR, żeby sprawnie skonfigurować sieć?
Zakres notacji CIDR
Notacja CIDR pomaga administratorom sieci określić, ile urządzeń może się połączyć z siecią i jak zorganizowane są adresy IP. Zanim jednak rozszyfrujemy notację CIDR, wyjaśnijmy, co oznacza każda liczba w adresie IP.
W IPv4 adres składa się z 32 bitów. Każdy bit może przyjąć wartość 0 lub 1, co daje 2^32, czyli około 4,3 miliarda unikalnych adresów IP. Przykładowy zakres notacji CIDR dla IPv4 wygląda tak: 192.168.1.0/24.
Oznaczenie /24 na końcu tego adresu wskazuje, że 24 bity są zarezerwowane dla sieci, a pozostałe 8 bitów służy do identyfikacji hostów. Pierwsze 24 bity reprezentują Twoją sieć, a 8 pozostałych to zmienne przypisywane poszczególnym urządzeniom. Przekłada się to na 2^8 adresów, czyli 256 adresów IP łącznie. Z tych 256 dwa są zarezerwowane dla adresu sieci i rozgłoszeniowego, co daje 254 użyteczne adresy IP dla urządzeń w tej sieci.
Innymi słowy, pierwsze 2^24 bitów odpowiadają krajowi, stanowi, miastu i ulicy Twojego adresu domowego. Pozostałe osiem bitów to numery konkretnych domów przy tej ulicy.
Zakres notacji CIDR dla IPv4 obejmuje wartości od /0 do /32. Prefiks /0 stosuje się zazwyczaj w zaporach sieciowych i bramach internetowych, a /32 do wskazania pojedynczego adresu IP oraz w konfiguracjach VPN. Wszystkie wartości pośrednie można wykorzystywać do różnych celów: od sieci domowych po duże sieci korporacyjne.
Szczegółowe informacje o dokładnej liczbie dostępnych adresów hostów i sieci dla dowolnego bloku IPv4 CIDR znajdziesz w ściągawce CIDR na końcu tego artykułu.
W IPv6 adres składa się z 128 bitów, co daje 2^128, czyli 340 undecylionów adresów (34 z 37 zerami). Mimo tej astronomicznej liczby dostępnych adresów CIDR nadal stosuje się w celu efektywnego zarządzania pulą adresową.
Przykładowy zakres notacji CIDR dla IPv6 wygląda następująco: 2001:db8::/64
Podobnie jak w przypadku IPv4 CIDR, /64 oznacza, że pierwsze 64 bity są przeznaczone na część sieciową. Pozostałe 64 bity służą do adresowania hostów. Oznacza to, że dostępnych jest 2^64, czyli około 18 kwintylionów (liczba 18 z osiemnastoma zerami) unikalnych adresów IP dla hostów (urządzeń).
W odróżnieniu od IPv4, protokół IPv6 używa multicastu zamiast broadcastu. W efekcie, o ile w IPv4 dwa adresy są zarezerwowane i niedostępne dla urządzeń, w IPv6 tylko jeden adres jest wyłączony z użytku hostów - adres sieciowy.
Na końcu tego artykułu znajdziesz ściągawkę CIDR ze szczegółowym zestawieniem dokładnej liczby dostępnych adresów hostów i sieci dla dowolnego CIDR IPv6.
IPv6 to przyszłość Internetu. Jeśli chcesz być na bieżąco, Cloudzy oferuje najlepszą i najtańszą ofertę IPv6 VPS na rynku. W ramach naszego IPv6 VPS otrzymujesz bezpłatnie podsieć /64, co oznacza pulę adresów IP liczącą 18 446 744 073 709 551 616 adresów IPv6 - należących wyłącznie do Ciebie.
Jeśli zależy Ci na zgodności wstecznej, możesz dodać IPv4 i skonfigurować swój IPv6 VPS jako dual-stack już za dolara miesięcznie. Sprawdź Plan VPS IPv6 od Cloudzy ceny tutaj!
Podział sieci w notacji CIDR
Jedną z kluczowych zalet CIDR w IPv4 i IPv6 jest możliwość podziału bloków CIDR na podsieci. Dzięki temu administratorzy sieci mogą izolować poszczególne segmenty bloku CIDR i zarządzać nimi niezależnie.
Aby przydzielić więcej lub mniej bitów do części sieciowej i hostowej adresu, wystarczy zmienić długość prefiksu. Poniżej przykład podziału na podsieci dla IPv4 CIDR:
Adres 192.168.1.0/24 można podzielić na dwie mniejsze podsieci:
- 192.168.1.0/25: Podsieć z 128 adresami IP.
- 192.168.1.128/25: Druga podsieć z 128 adresami.
Taka konfiguracja pozwala podzielić sieć z 256 adresami na dwie sieci po 128 adresów, co poprawia bezpieczeństwo, wydajność i zarządzanie siecią. Rozwiązanie to stosuje się m.in. po to, by wrażliwe systemy - jak infrastruktura działu finansowego - znajdowały się w osobnej podsieci z dostępem ograniczonym tylko do uprawnionych pracowników i urządzeń.
Izolacja ruchu w ten sposób poprawia wydajność przez ograniczenie przeciążenia: dane przepływają sprawniej w obrębie każdej podsieci bez zbędnych interakcji z resztą sieci. Podział na podsieci upraszcza też zarządzanie, umożliwiając niezależne diagnozowanie i utrzymanie każdej z nich bez wpływu na całą sieć.
Podział IPv6 CIDR na podsieci jest szczególnie istotny ze względu na ogromną liczbę dostępnych adresów IP w typowych konfiguracjach /64 CIDR. Załóżmy, że masz typową sieć /64 IPv6, np. 2001:db8:abcd:1000::/64. Pożyczając 4 bity z części sieciowej, możemy podzielić sieć na 16 podsieci, co prowadzi do następujących zmian:
- Oryginalna sieć: 2001:db8:abcd:1000::/64
- Nowa podsieć: /68
- Liczba podsieci: 2^(liczba pożyczonych bitów) = 2^4 = 16 podsieci
- Pierwsza podsieć: 2001:db8:abcd:1000:0000::/68
- Druga podsieć: 2001:db8:abcd:1000:1000::/68
- Trzecia podsieć: 2001:db8:abcd:1000:2000::/68
- … do 2001:db8:abcd:1000:f000::/68
- 2001:db8:abcd:1000: Pierwsze 64 bity definiują globalny prefiks routingu.
- 0000 – f000: Kolejne 4 bity służą do podziału na podsieci.
- Część Host: Pozostałe 60 bitów przeznaczone jest na adresy hostów. (Pozostała część "::" reprezentuje trzy 16-bitowe bloki)
Każda podsieć /68 ma 2^60 = 1,15 kwintyliona możliwych adresów hostów.
Jeśli nadal nie masz pewności, jak chcesz podzielić swoją sieć, na końcu tego artykułu zamieściłem ściągawkę dotyczącą podziału CIDR na podsieci.
Ściągawka CIDR
Ręczne obliczanie liczby dostępnych adresów IP dla danego CIDR w IPv4 i IPv6 może być żmudne i podatne na błędy, szczególnie w przypadku IPv6, gdzie liczba adresów sięga miliardów, kwintylionów i więcej. Bez ściągawki CIDR łatwo się pogubić.
Jeśli interesuje Cię sposób obliczania zakresu notacji CIDR, poniżej znajdziesz wzory dla IPv4 CIDR i IPv6 CIDR:
Dla IPv4:
- Liczba adresów = 2^(32 - długość prefiksu)
- Przykładowo, blok CIDR /24 zawiera: 2^(32-24)= 2^8= 256 adresy IP
Dla IPv6:
- Liczba adresów = 2^(128 - długość prefiksu)
- Przykładowo, blok CIDR /64 zawiera: 2^(128-64)= 2^64= około 18 kwintylionów (18 z 18 zerami) adresów IP
Jak widać, bez ściągawki CIDR liczby mogą stać się absurdalnie duże, więc żeby uniknąć ręcznego liczenia, Tuoto kompletna ściągawka CIDR, która obejmuje nie tylko CIDR, ale wszystko, co musisz wiedzieć o IPv4, IPv6 i podziałach podsieci.
Ostateczne Przemyślenia
Bez CIDR wyczerpalibyśmy pulę adresów IPv4 wiele dekad temu, a dziś mierzylibyśmy się z poważnymi problemami alokacji adresów IP w IPv6. Mamy nadzieję, że nasza ściągawka CIDR pomoże Ci skonfigurować sieć bez żadnych problemów!
Często Zadawane Pytania
Co oznacza CIDR?
CIDR, czyli Classless Inter-Domain Routing, to system przydzielania adresów IP opracowany w 1993 roku, który rozwiązuje nieefektywności poprzedniego podejścia. CIDR całkowicie zrezygnował ze sztywnej struktury klas i wprowadził maskowanie podsieci o zmiennej długości, czyli VLSM. Dzięki temu administratorzy sieci mogli przydzielać dokładnie tyle adresów IP, ile potrzebowali, zamiast wybierać między 254, ponad 65 000 a ponad 16 milionami adresów.
Czym jest zakres notacji CIDR?
Notacja CIDR służy do reprezentowania adresów IP wraz z powiązanymi prefiksami sieciowymi. Wygląda mniej więcej tak: 192.168.1.0/24. Po adresie IP (192.168.1.0) następuje ukośnik ("/") i liczba (24), która określa, ile bitów adresu IP jest zarezerwowanych dla prefiksu sieciowego. Pozostałe bity służą do identyfikacji poszczególnych urządzeń (hostów) w sieci.
Czy istnieje ściągawka CIDR?
Tak! Obliczanie liczby dostępnych adresów IP dla CIDR w IPv4, a zwłaszcza w IPv6, potrafi być naprawdę uciążliwe. Właśnie dlatego przygotowałem kompletną ściągawkę CIDR, która obejmuje wszystko: od CIDR i podsieci po polecenia IPv4 i IPv6.
