การแบ่งเครือข่ายแบบ Classless
ในการออกแบบเครือข่ายขนาดกลาง อาจมีบางกรณีที่จำเป็นจะต้องแบ่งเครือข่ายแบบ Classless เพื่อจัดสรรการใช้งานระบบเครือข่าย ซึ่งจะทำให้ใช้หมายเลข IP Address ให้คุ้มค่ามากที่สุด
ความหมายของการแบ่งเครือข่ายแบบ Classless
การแบ่งเครือข่ายแบบ Classless นั้นมักจะทำในระบบเครือข่ายที่ใช้ IPv4 (IP version 4) ซึ่งในระบบเครือข่ายบางเครือข่ายนั้นมักจะมีจำนวนผู้ใช้งานที่สามารถระบุจำนวนผู้ใช้งานได้ จึงมีความเหมาะสมที่จะจัดสรรหมายเลข IP Address ในระบบเครือข่ายให้พอดีกับการใช้งานในแต่ละส่วนการใช้งาน ด้วยวิธีการแบ่งระบบเครือข่ายนั้นออกเป็นเครือข่ายย่อย ๆ โดยการแบ่ง Subnet Mask ให้รองรับจำนวนผู้ใช้งาน เพื่อให้เกิดการใช้งานหมายเลข IP Address ในเครือข่ายนั้นได้คุ้มค่ามากที่สุด ซึ่งจะแตกต่างจากแบบ Classful ที่เป็นเพียงการกำหนดหมายเลข IP Address ขึ้นมาเพื่อใช้งานเครือข่ายละหมายเลข
ความหมายของ Class IPv4
IPv4 หรือ IP Address เวอร์ชัน 4 หมายถึงที่อยู่ของอุปกรณ์ระบบเครือข่าย รวมถึงอุปกรณ์ที่ใช้งานในระบบเครือข่ายทุกอุปกรณ์นั้นจะต้องมีหมายเลข IP Address กำกับ ซึ่ง หมายเลข IP Address เวอร์ชัน 4 นี้จะเป็นหมายเลข 0-255 จำนวน 4 กลุ่ม ๆ ละ 8 bit รวมเป็น 32 bit ซึ่งแต่ละกลุ่มจะถูกคั่นด้วยเครื่องหมาย . (Dot) เช่น 192.168.1.5 เป็นต้น ความหมายของกลุ่มตัวเลขทั้ง 4 กลุ่มนี้ ดังตัวอย่างนี้
กรณีของเครือข่าย 192.168.1.0 --> 11000000.10101000.00000001.00000000
ค่าต่ำที่สุด 192.168.1.0 --> 11000000.10101000.00000001.00000000
ค่าสูงที่สุด 192.168.1.255 --> 11000000.10101000.00000001.11111111
จากกลุ่มหมายเลข ในกลุ่มแรกนั้นสามารถบอก Class ของเครือข่ายนั้นได้ และสามารถระบุ Default Subnet Mask ของเครือข่ายได้ด้วย ซึ่งจะแบ่งออกเป็น 5 Class ใน IPv4 คือ
Class A --> หมายเลข bit แรกมีค่าเป็น 0 สามารถมี IP เครือข่ายได้ คือ
0.0.0.0 ถึง 127.255.255.255
Class B --> หมายเลข bit แรกมีค่าเป็น 1 และ bit ที่สองเป็น 0 สามารถมี IP เครือข่ายได้ คือ
128.0.0.0 ถึง 191.255.255.255
Class C --> หมายเลข bit สองตัวแรกมีค่าเป็น 1 และ bit ที่สามเป็น 0 สามารถมี IP เครือข่ายได้ คือ
192.0.0.0 ถึง 223.255.255.255
Class D --> หมายเลข bit สามตัวแรกมีค่าเป็น 1 และ bit ที่สี่เป็น 0 สามารถมี IP เครือข่ายได้ คือ
224.0.0.0 ถึง 239.255.255.255
Class E --> หมายเลข bit สี่ตัวแรกมีค่าเป็น 1 สามารถมี IP เครือข่ายได้ คือ
240.0.0.0 ถึง 255.255.255.255
IP ที่สามารถนําไป Set ให้อุปกรณ์หรือ Host ได้จะมีอยู่ 3 Class คือ Class A, B และ C สวน IP Class D จะสงวนไว้ใช้สําหรับงาน multicast applications และ IP Class E จะสงวนไว้สําหรับงานวิจัย หรือไว้ใช้ในอนาคต
ความหมายของ Subnet Mask
Subnet Mask คือกลุ่มของตัวเลขที่จะต้องระบุควบคู่กับหมายเลข IP Address ด้วย ซึ่งหน้าที่ของ Subnet Mask จะช่วยในการแยกแยะส่วนใดในหมายเลข IP Address ว่าเป็น Network Address และส่วนใดเป็นหมายเลข Host Addresss
Default Subnet Mask ของเครือข่ายแต่ละ Class จะมีดังนี้
Class A --> มี Default Subnet Mask เป็น 255.0.0.0
แปลงเป็นเลขฐานสอง จะได้ 11111111.00000000.00000000.00000000
Class B --> มี Default Subnet Mask เป็น 255.255.0.0
แปลงเป็นเลขฐานสอง จะได้ 11111111.11111111.00000000.00000000
Class C --> มี Default Subnet Mask เป็น 255.255.255.0
แปลงเป็นเลขฐานสอง จะได้ 11111111.11111111.11111111.00000000
Private Network แต่ละคลาส
Class A --> ช่วง IP Address 10.0.0.0 ถึง 10.255.255.255
จะมีลูกข่ายหรือจำนวน host Address ในแต่ละวง Subnet ได้ไม่เกิน 16,777,216 เครื่อง
Class B --> ช่วง IP Address 172.0.0.0 ถึง 172.31.255.255
จะมีลูกข่ายหรือจำนวน host Address ในแต่ละวง Subnet ได้ไม่เกิน 65,536 เครื่อง
Class C --> ช่วง IP Address 192.168.0.0 ถึง 192.168.255.255
จะมีลูกข่ายหรือจำนวน host Address ในแต่ละวง Subnet ได้ไม่เกิน 256 เครื่อง
ใน 1 Subnet จะมีส่วนประกอบหลัก ๆ 3 อย่าง คือ
- Network IP หรือ IP เริ่มต้นของแต่ละ Network
- IP Address ของเครื่องลูกข่าย
- Broadcast IP หรือ IP สุดท้ายของ Network ถ้าหากส่งข้อมูลให้ IP นี้ จะหมายถึงส่งข้อมูลไปให้ทุก ๆ เครื่องในเครือข่ายนั้น
หมายเหตุ จำนวน Host Address ของแต่ล่ะ Subnet ยังต้องหักออกไป Subnet ละ 2 หมายเลขคือ Subnet ID กับ Broadcast Address
การแบ่งเครือข่าย IPv4
การหา Subnet Mask
เป็นการหาค่า Subnet Mask เพื่อให้สามารถนำไปแบ่งเครือข่ายได้ ซึ่งสังเกตุดูได้จากหมายเลข IP Address ที่ถูกจัดสรรให้ใช้งาน และบอก Class ของหมายเลขนั้นได้ เช่น 192.168.1.0 เป็น Class C จะมี Default Subnet Mask เป็น 255.255.255.0 หรืออาจจะเขียนไว้ในรูปแบบ 192.168.1.0/24 ซึ่ง /24 จะหมายถึง จำนวน 24 bit มีค่าเป็น 1 หรืออาจเจอในรูปแบบที่ถูกแบ่งเครือข่ายเป็นรูปแบบ Classless แล้ว ซึ่งจะมีหมายเลข Subnet ที่แตกต่างออกไปจาก Default Subnet Mask ของ Class นั้น เช่น 192.168.1.0/26 , 195.202.22.0/27 หรือ 10.10.10.0/30 เป็นต้น
การหา Network ID และ Broadcast IP
การหา Network ID หรือจำนวนเครือข่ายที่ต้องการแบ่ง ซึ่งจะใช้วิธีการแปลง Subnet Mask นั้นให้เป็นเลขฐาน 2 ก่อน เช่น
โจทย์ ต้องการแบ่งเครือข่ายออกเป็น 6 เครือข่ายย่อยจาก IP 192.168.100.0/24
/24 หรือ 255.255.255.0 --> 11111111.11111111.11111111.00000000
จากสูตร Network ID = 2^n (โดย n หมายถึง จำนวนของ bit ที่ถูกยืมจาก Host ID)
แทนค่า Network ID = 2^3 = 8 Network ID (โดย ^3 หมายถึง จำนวน 3 bit ที่ถูกยืมเพื่อนำมาแบ่งเครือข่าย)
จะได้ Subnet Mask ใหม่ = 11111111.11111111.11111111.11100000 = 192.168.100.0/27
หมายเหตุ จะนำมาใช้งาน 6 เครือข่ายย่อยตามที่ต้องการ และยังเหลือสำรองไว้ใช้ได้ในอนาคตอีก 2 เครือข่ายย่อย
การหาจำนวน Subnet และ Host
จำนวนของ Subnet หรือจำนวน ของ Network นั้นจะทำให้จำนวนของ Host ที่มีในเครือข่ายที่ถูกแบ่งแบบ Classless นั้นมีจำนวนลดลง ซึ่งในการแปลง Subnet สามารถดูได้จากตารางคำนวณ ซึ่งจะสามารถบอก Subnet ในรูปแบบของเลขฐาน 10 และบอกจำนวนของ Host ID ที่อยู่ในแต่ละ Subnet ได้
โจทย์ IP 192.168.100.0/27
แปลง /27 เป็นเลขฐาน 2 จะได้ 11111111.11111111.11111111.111 / 00000
จากตารางคำนวณ จะได้ Subnet เป็นหมายเลข 255.255.255.224
จาก Host / Subnet = (2^n)-2 (โดย n หมายถึง จำนวน bit ที่เหลืออยู่หลังจากแบ่ง Subnet Mask)
แทนค่า จะได้ Host / Subnet = (2^5)-2 = 30 Host / Subnet
การหา Summarization
เป็นการหาหมายเลข IP Address ที่อยู่ในแต่ละเครือข่ายย่อยที่ถูกแบ่ง เพื่อให้ทราบว่าจะต้องกำหนดให้อุปกรณ์แต่ละชิ้น ให้มีหมายเลขอย่างไรสำหรับใช้งานในเครือข่ายที่ถูกแบ่งด้วยวิธีการ Classless ซึ่งจากตัวอย่างในข้อที่ 4.4.3 จากการแบ่งเครือข่าย IP 192.168.100.0/27 ที่ประกอบด้วยเครือข่ายย่อยทั้งสิ้น 8 Subnet จะมีหมายเลข IP ในแต่ละ Subnet ดังนี้
Network 1 = 192.168.100.0 – 192.168.100.31
Network 2 = 192.168.100.32 – 192.168.100.63
Network 3 = 192.168.100.64 – 192.168.100.95
Network 4 = 192.168.100.96 – 192.168.100.127
Network 5 = 192.168.100.128 – 192.168.100.159
Network 6 = 192.168.100.160 – 192.168.100.191
Network 7 = 192.168.100.192 – 192.168.100.223
Network 8 = 192.168.100.224 – 192.168.100.255
หมายเหตุ หมายเลขแรกสุดของแต่ละ Network จะเป็น Network ID ไม่สามารถนำมากำหนดให้อุปกรณ์ใช้งานได้ และ หมายเลขสุดท้ายของ Network จะเป็น Broadcast IP จึงไม่สามารถนำมากำหนดให้อุปกรณ์ใช้งานได้เช่นเดียวกัน