جزء الشبكة مقابل جزء المضيف

ينقسم كل عنوان IPv4 منطقيًا إلى جزء الشبكة وجزء المضيف. ويحدد جزء الشبكة الشبكة التي ينتمي إليها الجهاز، بينما يحدد جزء المضيف الجهاز المعين داخل تلك الشبكة.

يشبه ذلك العنوان البريدي: إذ تحدد المدينة واسم الشارع الحي، بينما يحدد رقم المنزل منزلًا واحدًا داخله.

كيف نعرف أين ينتهي جزء الشبكة وأين يبدأ جزء المضيف؟ يخبرنا قناع الشبكة الفرعية بذلك. ويتكون القناع أيضًا من 32 بتًا: إذ تحدد البتات المضبوطة على 1 جزء الشبكة، وتحدد البتات المضبوطة على 0 جزء المضيف.

القناع الشائع هو 255.255.255.0، حيث تكون الـoctets الثلاث الأولى (وكلها 1) جزء الشبكة، وتكون الـoctet الأخيرة (وكلها 0) جزء المضيف.

تستخدم الأجهزة هذا التقسيم لتقرر ما إذا كانت الوجهة محلية أم بعيدة. فإذا تشارك جهازان جزء الشبكة نفسه، أمكنهما التواصل مباشرةً. أما إذا اختلف جزءا الشبكة، فيجب أن تمر حركة البيانات عبر موجّه باستخدام البوابة الافتراضية.

يحدث هذا القرار باستمرار، وهو أساسي لفهم كيفية عمل التوجيه عبر الإنترنت.

لنفترض العنوانين 192.168.1.10 و192.168.1.50، وكلاهما يستخدم القناع 255.255.255.0. جزء الشبكة في كل منهما هو 192.168.1. وبما أن الجزأين متطابقان، فإن المضيفين موجودان على الشبكة نفسها ويمكنهما التواصل مباشرةً من دون موجّه.

يختلف الـoctet الأخير فقط (10 مقابل 50)، وهو جزء المضيف الذي يحدد كل جهاز على حدة.

قارن الآن بين 192.168.1.10 و192.168.2.10 باستخدام القناع نفسه. تختلف الـoctet الثالثة، لذلك لا يتطابق جزءا الشبكة (192.168.1 مقابل 192.168.2).

يوجد هذان المضيفان على شبكتين مختلفتين. ولتبادل البيانات، يجب أن تمر حركة البيانات عبر موجّه يربط بين الشبكتين.

عنوان الشبكة هو العنوان الذي تكون فيه جميع بتات المضيف مساويةً لـ0. وبالنسبة إلى 192.168.1.0/24، يكون عنوان الشبكة هو 192.168.1.0. وهو يعرّف الشبكة نفسها ولا يُسنَد إلى أي جهاز.

تستخدم الموجّهات عنوان الشبكة في جداول التوجيه لتمثيل مجموعة كاملة من المضيفين باستخدام إدخال واحد.

عنوان البث هو العنوان الذي تكون فيه جميع بتات المضيف مساويةً لـ1. وبالنسبة إلى 192.168.1.0/24، يكون العنوان هو 192.168.1.255. وتصل الحزمة المرسلة إلى هذا العنوان إلى كل مضيف على الشبكة في الوقت نفسه.

وكما هو الحال مع عنوان الشبكة، لا يمكن إسناد عنوان البث إلى جهاز واحد، ولذلك يُحجز عنوانان لكل شبكة.

تقع عناوين المضيف القابلة للاستخدام بين عنوان الشبكة وعنوان البث. وبالنسبة إلى 192.168.1.0/24، يمكن للمضيفين استخدام العناوين من 192.168.1.1 إلى 192.168.1.254.

يمثل ذلك 256 عنوانًا إجمالًا ناقصًا عنوان الشبكة وعنوان البث، أي 254 عنوانًا قابلًا للاستخدام. ويكون العنوانان الأول والأخير في أي شبكة فرعية محظورين دائمًا على المضيفين.

يؤدي تغيير القناع إلى تحريك الحد الفاصل. ويعني اتساع جزء الشبكة (زيادة عدد البتات 1) انخفاض عدد المضيفين، بينما يعني اتساع جزء المضيف (زيادة عدد البتات 0) زيادة عدد المضيفين.

• القناع 255.0.0.0: الثمانيّة الأولى للشبكة والثمانيّات الثلاث الأخيرة للمضيفين — شبكات ضخمة.
• القناع 255.255.255.0: الثمانيّات الثلاث الأولى للشبكة — شبكات متوسطة.

ستحسب أعداد المضيفين بدقة في دورة تقسيم الشبكات إلى شبكات فرعية.

يحدد الجهاز عنوان شبكته بإجراء عملية AND على مستوى البتات بين عنوان IP والقناع الخاص به. حيثما تكون بتة القناع 1، تمر بتة IP كما هي؛ وحيثما تكون 0، تكون النتيجة 0.

تحدث هذه العملية تلقائيًا داخل كل مضيف وموجّه، وهي الآلية التي تستند إليها عملية تحديد ما إذا كان الوجهة محلية أم بعيدة.

يحدد العنوان والقناع معًا شبكةً ما. ولا يتواصل جهازان مباشرةً إلا عندما تتطابق أجزاء الشبكة الناتجة عن تطبيق القناع عليهما. وإلا فستكون هناك حاجة إلى موجّه.

يُعد فهم هذا التقسيم بوابةً إلى تقسيم الشبكات إلى شبكات فرعية، حيث تعيد ضبط حجم الشبكات عمدًا عبر تعديل القناع. أتقن هذا المفهوم الآن، وستصبح الشبكات الفرعية أقل إثارةً للرهبة بكثير.

طبّق مفهومَي الشبكة والمضيف.

لقد فصلت العنوان إلى وظيفتيه الأساسيتين.

• يتكوّن عنوان IPv4 من جزء الشبكة وجزء المضيف.
• يحدد قناع الشبكة الفرعية (1 = شبكة، 0 = مضيف) الحد الفاصل بينهما.
• تطابق أجزاء الشبكة يعني إمكانية الاتصال المباشر؛ وإلا فستكون هناك حاجة إلى موجّه.
• تحجز كل شبكة عنوان شبكة (جميع بتات المضيف تساوي 0) وعنوان بث (جميع بتات المضيف تساوي 1).
• تكشف عملية AND على مستوى البتات بين عنوان IP والقناع عن عنوان الشبكة.