Subnetting (Alt Ağlara Bölme)

IP uzaylarının alt sınıflara ayrılması işlemine subnetting diyoruz. Alt ağlara bölme işleminin bize sağladıklarını

– Network trafiğini azaltır.Routerların kullanıldığı ortamlarda yoğun network trafiği mevcuttur ve routerlar broadcast domainler yaratmaktadır.Broadcast domain, networkde bir ağın üyesi olan istemcilerin routera ulaşmadan diğer istemci cihazlarla veri iletişiminde bulunabildiği yapıdır. Broadcast domain sayısı arttıkça o domain içerisindeki ağ trafiği, tek bir broadcast domaine sahip yapıya göre azalacaktır.

– Network performansını optimize eder.

– Networkün yönetimini kolaylaştırır. İzole edilmiş networklerde problemlerin tespit edilmesi daha kolay ve anlaşılır olmaktadır.

şeklinde sıralayabilir.

Oktet

TCP/IP altyapısını kullanan cihazlar IP adreslerine sahiptirler. IP adresleri 32 bit olup 4 oktetten oluşmaktadır. Bu sisteme IPv4 denir. Burada oktet’den kasıt 8 bitlik her bloktur. Örneğin 192.168.1.1′ deki noktalar ile ayrılmış her alan bir oktettir. Onluk sayı sisteminde gösterilen bu IP adresinin ikilik sistem karşılığı 11000000.10101000.00000001.00000001 şeklindedir. Görmüş olduğunuz gibi her bir oktetde 8 bit bulunmaktadır.

Subneting işlemlerine geçmeden önce IP bloklarını ve hangi amaçlar için kullanıldığını bilmemiz gerekiyor. Toplamda 5 adet IP adres sınıfı mevcuttur. Sınıf adresleri ve o sınıfta tanımlı IP aralıkları aşağıdadır:

A Sinifi Adresler : 1.0.0.0 – 126.255.255.255 (00000001-01111111)
B Sinifi Adresler : 128.0.0.0 – 191.255.255.255 (10000000-10111111)
C Sinifi Adresler : 192.0.0.0 – 223.255.255.255 (11000000-11011111)
D Sinifi Adresler : 224.0.0.0 – 239.255.255.255 (11100000-11101111)
E Sinifi Adresler : 240.0.0.0 – 254.255.255.255 (11110000-11110111)

D sınıfı adresleri multicast işlemleri için, E sınıfı adresleri ise araştırma amaçlı kullanılmaktadır.

Alt ağlara bölme işlemi için subnet mask bilgisini kullanacağız. Subnet mask ile o networkde kaç host olacağı yada kaç alt ağa bölüneceğini belirtiyoruz.

Sınıflara göre varsayılan subnet mask bilgisi ise aşağıdadır:
A sınıfı : 255.0.0.0
B sınıfı : 255.255.0.0
C sınıfı : 255.255.255.0

Günümüzde iletişimimiz IP üzerinden sağlanmaktadır. VOIP’ den tutunda video konferanslar, veri transferi trafiği hepsi IP altyapısı üzerinden gerçekleştirilir. Yer yüzünde IP kullanan cihazların sayısı her geçen gün artmaktadır. Bu da IP adreslerinin tükenmesi tehlikesini gündeme getirir. Örneğin 2 IP’ ye ihtiyacımız olduğunu düşünün bunun için C sinifi bir IP uzayını kullanmamıza gerek yoktur. Alt ağlara bölme yöntemi ile ihtiyacımız kadar IP adresine sahip olabiliriz. Ayrıca yer yüzündeki bütün bilgisayarların tek  IP adresine sahip olduğunu düşünseydik IP adreslerinin tamamının tükenmiş olması gerekiyordu. IP adreslerinin tutumlu kullanımı için iç networklerde özel IP aralıkları kullanırız. Bu IP’ ler internet ortamında yönlendirilmemektedir. İç ağımızda kullanıldığından dolayı yeryüzünün herhangi bir noktasında başka bir bilgisayarda bu özel blokdan aynı IP adresine sahip olabilir.

Özel(Private) IP adresler)
•    10.0.0.0 – 10.255.255.255
•    172.16.0.0 – 172.31.255.255
•    192.168.0.0 – 192.168.255.255

Peki özel IP’ ye sahip olan cihazların İnternet çıkmasını nasıl sağlayacağız. Burada da yardımımıza NAT işlemi koşuyor. NAT, iç ağımızdaki özel IP’ lerin dış ağda yönlendirilebilir IP’ lere dönüştürülmesini sağlamaktadır.( NAT ile ilgili detaylı bilgiyi başka bir yazımda vereceğim.)

Network ID

Network ID, IP adresi olarak bir cihaza verilemez. Bir grup IP bloğunu temsil eden bölümdür. Network ID hesaplanırken 10′luk sistemdeki IP adresi ve subnet mask bilgisi altalta yazılıp AND (ve) işlemine tabi tutulur. Çıkan sonuç bizim network ID’ mizdir. AND işlemi aşağıdaki tabloya göre hesaplanır.

Örneğin 172.16.1.7 255.255.255.0′ nin network ID’ sini bulmak için IP adresi ve subnet mask bilgisi 2′ lik sayı sistemine çevrilmiştir. AND işleminin sonucu da network ID değerimizdir. (Kırmızı ile belirtilen IP adresi);

Broadcast Adresi

Network ID gibi, broadcast adreslerde bir cihaza IP adresi olarak verilemezler. Bir ağdaki bütün adresleri temsil eder. O ağda broadcast paketleri gönderilecekse bu IP adresine veri gönderilir.

Subnetting İşlemi

Bir networku alt ağlara bölerken sıklıkla kullanacağımız iki formül vardır.Birincisi alt ağda yer alacak host sayısı, ikincisi ise kaç adet alt ağ olacağını bulmamıza yarar:

2^n -2 >= bir alt ağdaki host sayısı
2^m >= alt ağ sayısı

Örnekler üzerinde adım adım ilerleyerek konunun daha iyi anlaşılacağını düşünüyorum.

Örnek 1: 192.168.0.0 255.255.255.0 networkunu 2 alt ağa ayıralım.

Alt networklerimin sayısını bildiğim için “2^m >= alt ağ sayısı” formulunu kullanacağım.2^m >= 2  ifadesinde m değeri için 1 vermem benim için yeterli. Peki bu 1 değerini nerede kullanacağım? 1 değerini yeni networklerin yeni subnet maskını hesaplarken kullanacağım. Bu host bitlerinden 1 biti kullanacagim anlamına gelmektedir. Host biti subnet maskdaki 0′lar ile gösterilen alandir. Network biri ise 1′ ler ile gösterilen alandır.

Örnekte verilen mask bilgisi 255.255.255.0

11111111.11111111.11111111.00000000 : 255.255.255.0  (Şuanli subnet mask)
11111111.11111111.11111111.10000000: 255.255.255.128 (Yeni subnet mask)

Yeni durumda host bitlerimin sayısı 7 oldu. Bu durumda her networkde kullanacağım IP sayısı ise 2^7-2= 126 olacaktır. Burada sayısı 2 eksiltmemizin sebebi bir tane IP’ nin subnet ID için, bir tanesinin de broadcast adresi için kullanılacağıdır. Subnet ID ve broadcast adreslerini bir hosta veremeyiz. Peki subnet ID ve broadcast adresi nasıl bulacağız? Subnetingde Subnet ID ve broadcast adresini bulmak için Subnet ID, Ilk IP, Son IP, Broadcast Adresi sıralamasını kullanınız.

Subnet ID+1 = İlk IP

Son IP + 1 = Broadcast Adresi

Subnet ID -1 = Broadcast Adresi

Ilk networkun Subnet ID’ si ile ikinci networkun Subnet ID’ si arasındaki fark 2^n kadardır. Bu bilgiler doğrultusunda rahatlıkla Subnet ID ve Broadcast adresi bulabilirsiniz.

Son durumda 2 alt networkum aşağıdaki gibi olacaktır:

Örnek 2: 192.168.0.0/24′ ü 6 alt subnete bölelim.

2^m>=6  ifadesinden dolayı m değeri olarak 3 vermem yeterlidir. 3 verdiğim takdirde 2^3′ den sonucum 8 olacak bu demek oluyor ki networkumu 8 alt subnete böleceğim ve bunların içinden istediğim 6 tane subneti kullanabileceğim.  Bu da host bitlerimden 3 biti 1 olarak değiştireceğimi gösterir.

Şimdi yeni subnet maskı bulalım:

11111111.11111111.11111111.00000000 : 255.255.255.0  (Şuanli subnet mask)
11111111.11111111.11111111.11100000: 255.255.255.224 (Yeni subnet mask)

Peki her bir alt networkde kaç adet IP kullanabileceğim? Bu sorunun cevabını bulurken de 2^n-2 formülünü kullanacağım. n değeri yerine 5 yazağım çünkü yeni subnet maskın bilgisinde host bitlerimin sayısı 5 oldu. 2^5-2=30 adet IP adresi kullanabilirmişim.

Hazırlayan: Zeynep YILDIRIM