Урок 3 — Маски подсети и CIDR

Когда ты увидишь 10.0.0.0/24 или 192.168.1.0/16, ты должен понимать это сразу, без расчётов. Это один из «обязательных навыков» DevOps — без него ты не спроектируешь облачную сеть.

1. Зачем сеть делят на подсети

В прошлом уроке мы говорили про адреса вроде 192.168.1.42. Но в реальности у компании, провайдера или AWS-аккаунта не один IP — у них тысячи и миллионы. Чтобы управлять таким хозяйством, сеть нужно разделить на куски — подсети.

Зачем делить?

• Безопасность. Можно сказать «из этой подсети — нельзя в ту». Так отделяют публичные сервисы от приватных БД.
• Маршрутизация. Роутерам и облаку проще обслуживать пакеты, когда сеть структурирована.
• Минимизация «шума». Некоторые служебные пакеты (broadcast, ARP) рассылаются всем в одной сети. Если сеть огромная — она перегружена.
• Отказоустойчивость. Падение в одной подсети не валит остальные.

2. Что такое маска подсети

Маска говорит компьютеру: «вот эта часть IP — адрес сети, а вот эта — адрес конкретного устройства». Они «слипаются» в один IP, и маска — это разделитель.

Пример. У тебя адрес 192.168.1.42 с маской 255.255.255.0:

Прочесть это нужно так: «адрес сети — 192.168.1.0, в ней хост номер 42».

Маска всегда выглядит как «слева подряд единицы, потом подряд нули». Нельзя написать маску 11110110 — порядок строгий.

3. CIDR-нотация — современный способ

Писать каждый раз 255.255.255.0 неудобно. Поэтому придумали короткую запись — CIDR (Classless Inter-Domain Routing). Она выглядит так:

192.168.1.0/24

Цифра после / — это сколько битов отведено под адрес сети. Остальные — под хосты. /24 = первые 24 бита это сеть, последние 32-24 = 8 бит — это хосты.

4. Таблица «префикс → адресов»

Эту таблицу запомни. Она нужна КАЖДЫЙ день, когда планируешь сеть.

5. Разбор примеров

Пример 1: 10.0.0.0/24

• Префикс /24 — первые 24 бита (= первые 3 октета) фиксированы
• «Сеть» — 10.0.0, последний октет — это адрес хоста
• Диапазон: 10.0.0.0 — 10.0.0.255
• Всего адресов: 256. Полезных для устройств: 254 (минус сетевой и broadcast — см. ниже)

Пример 2: 10.0.0.0/16

• Префикс /16 — первые 16 бит (первые 2 октета) фиксированы
• «Сеть» — 10.0, последние 2 октета — адреса хостов
• Диапазон: 10.0.0.0 — 10.0.255.255
• Всего адресов: 65 536. Полезных: 65 534.

Пример 3: «А это адрес лежит в этой сети?»

Часто задача звучит так: «Хост 10.0.5.42 принадлежит сети 10.0.0.0/16?»

Простой способ ответить: «сравни первые N бит». /16 — это первые 2 октета. У 10.0.0.0 они 10.0. У 10.0.5.42 — тоже 10.0. Да, принадлежит.

А 10.1.0.0/16? У него первые 2 октета — 10.1. У 10.0.5.42 — 10.0. Не совпадают — не принадлежит.

Пример 4: «Сколько /24-подсетей помещается в /16?»

Если /16 — это первые 16 бит, а /24 — первые 24, то на «дополнительные» 24-16 = 8 бит остаётся свободы. 2⁸ = 256 подсетей /24 внутри одной /16. На этом часто построены проекты в AWS: один VPC /16 → 256 подсетей /24, по штуке в каждую зону доступности.

6. Спецадреса в подсети

В любой подсети есть 3 «зарезервированных» адреса, которые ты НЕ можешь назначить устройству:

7. Как DevOps проектирует подсети

Когда ты создаёшь VPC в AWS, ты должен сразу подумать на 5 лет вперёд. Поправить потом — почти невозможно (точнее, очень больно).

Типичный план небольшой компании:

# Прод
10.10.0.0/16   # VPC
  10.10.1.0/24   public-az-a    # открытые сервисы, ALB
  10.10.2.0/24   public-az-b
  10.10.10.0/24  private-az-a   # приложения
  10.10.11.0/24  private-az-b
  10.10.20.0/24  data-az-a      # RDS, кэш — недоступны из интернета
  10.10.21.0/24  data-az-b

# Стейджинг
10.20.0.0/16

# Dev
10.30.0.0/16

8. Калькулятор в голове + команды

Быстрый трюк: маска /24 — 30

• /24 = 256 адресов
• /25 = 128
• /26 = 64
• /27 = 32
• /28 = 16
• /29 = 8
• /30 = 4

Запомни /24 → 256. Каждый +1 к префиксу — ровно вдвое меньше. Всё, для большинства задач хватит.

Команды

# Свой адрес и CIDR — Linux
ip -br addr        # краткий формат — увидишь что-то вроде 192.168.1.42/24

# Все маршруты
ip route
# Покажет, в какие сети куда отправлять пакеты. Default — твой шлюз

# Проверить, в одной ли подсети два хоста
# (грубый способ — смотрим, что они отвечают через ARP без роутера)
ip neigh

Командно-строчные калькуляторы CIDR

# Установи ipcalc — кросс-платформенный
sudo apt install ipcalc        # Ubuntu/Debian
brew install ipcalc            # macOS

ipcalc 10.0.0.0/16

# Address:   10.0.0.0             00001010.00000000. 00000000.00000000
# Netmask:   255.255.0.0 = 16     11111111.11111111. 00000000.00000000
# Network:   10.0.0.0/16
# HostMin:   10.0.0.1
# HostMax:   10.0.255.254
# Broadcast: 10.0.255.255
# Hosts/Net: 65534

Запоминай ipcalc — он сэкономит тебе мозг. В реальной работе мало кто считает в уме — все запускают калькулятор.

9. Чек-лист «понимаю это»

10. Задачи — реши сам (это тренировка, не пропускай!)

Подсети — навык счётный: он появляется только от решения задач, как таблица умножения. Реши все шесть на бумаге, потом раскрывай ответы. Застрял — перечитай разделы 3–6 и вернись.