چرا شبکه‌ها زیرشبکه‌بندی می‌شوند
یک شبکه تخت واحد، که پیش‌تر در این مجموعه درباره آدرس‌دهی IPv4 بحث شد، با رشد غیرعملی می‌شود: هر دستگاه همان دامنه پخش را به اشتراک می‌گذارد، سیاست‌های امنیتی نمی‌توانند جداگانه روی گروه‌های مختلف دستگاه اعمال شوند، و یک شبکه بزرگ واحد فضای آدرس را هدر می‌دهد وقتی فقط بخشی از آن واقعاً در یک مکان فیزیکی مورد نیاز است. Subnetting (زیرشبکه‌بندی) این را با قرض‌گرفتن بیت‌ها از بخش هاست یک آدرس برای ساخت چند شبکه کوچک‌تر از یک بلوک بزرگ‌تر حل می‌کند.
فرآیند زیرشبکه‌بندی
زیرشبکه‌بندی با گسترش بیشتر ماسک زیرشبکه به آنچه در غیر این صورت بیت‌های هاست بودند کار می‌کند، و بیت‌های شبکه اضافی را به قیمت آدرس‌های هاست کمتر قابل‌دسترس به‌ازای هر زیرشبکه ایجاد می‌کند.
شبکه شروع: 192.168.1.0/24 (256 آدرس، 254 هاست قابل‌استفاده)
قرض‌گرفتن 2 بیت برای زیرشبکه‌بندی (/24 به /26 تبدیل می‌شود):
ماسک جدید: 255.255.255.192
باینری: 11111111.11111111.11111111.11000000
این 2^2 = 4 زیرشبکه ایجاد می‌کند،
هرکدام با 2^6 = 64 آدرس (62 هاست قابل‌استفاده)فرمول اصلی زیرشبکه‌بندی: قرض‌گرفتن n بیت، 2^n زیرشبکه ایجاد می‌کند، و هر زیرشبکه حاصل 2^(32-پیشوند جدید) آدرس کل دارد، با کسر ۲ برای آدرس‌های شبکه و پخش برای یافتن تعداد هاست قابل‌استفاده.
مرور یک مثال کامل زیرشبکه‌بندی
وظیفه: زیرشبکه‌بندی 192.168.1.0/24 به 4 زیرشبکه برابر
گام ۱: تعیین بیت‌های مورد نیاز
4 زیرشبکه نیازمند 2^2 = 4 است، پس 2 بیت قرض بگیر
پیشوند جدید: /24 + 2 = /26
گام ۲: محاسبه اندازه زیرشبکه (اندازه بلوک)
2^(32-26) = 2^6 = 64 آدرس به‌ازای هر زیرشبکه
گام ۳: فهرست‌کردن زیرشبکه‌ها با افزایش به‌اندازه اندازه بلوک
زیرشبکه 1: 192.168.1.0/26 (هاست‌ها: .1 - .62، پخش: .63)
زیرشبکه 2: 192.168.1.64/26 (هاست‌ها: .65 - .126، پخش: .127)
زیرشبکه 3: 192.168.1.128/26 (هاست‌ها: .129 - .190، پخش: .191)
زیرشبکه 4: 192.168.1.192/26 (هاست‌ها: .193 - .254، پخش: .255)این تکنیک "افزایش به‌اندازه اندازه بلوک" سریع‌ترین روش عملی برای فهرست‌کردن دستی زیرشبکه‌هاست، و مستقیماً الگوی باینری ایجادشده توسط بیت‌های قرض‌گرفته‌شده را منعکس می‌کند — آدرس شروع هر زیرشبکه صرفاً قبلی به‌علاوه اندازه بلوک است.
محدودیت زیرشبکه‌بندی با طول ثابت
مثال بالا چهار زیرشبکه با اندازه برابر ایجاد می‌کند، که وقتی هر زیرشبکه تقریباً همان تعداد هاست نیاز داشته باشد خوب کار می‌کند. در عمل، این به‌ندرت درست است: یک لینک WAN بین دو روتر فقط به ۲ آدرس قابل‌استفاده نیاز دارد، در حالی که یک LAN اداره بزرگ ممکن است به ۱۰۰ یا بیشتر نیاز داشته باشد.
زیرشبکه‌بندی هدررونده با اندازه ثابت:
یک لینک WAN نقطه‌به‌نقطه که یک زیرشبکه /26
(62 هاست قابل‌استفاده) اختصاص یافته وقتی فقط 2
هرگز نیاز است — 60 آدرس به‌طور دائم روی آن یک
لینک هدر رفته استVLSM: سایز‌کردن هر زیرشبکه به نیاز واقعی‌اش
Variable Length Subnet Masking (VLSM) این هدررفت را با اجازه‌دادن به هر زیرشبکه درون همان بلوک آدرس برای استفاده از یک طول پیشوند متفاوت، که به‌طور مناسب برای تعداد واقعی هاست‌های موردنیازش سایز شده، حل می‌کند.
مثال VLSM با استفاده از 192.168.1.0/24:
نیاز: اداره A به 100 هاست نیاز دارد،
اداره B به 50 هاست نیاز دارد،
یک لینک WAN به 2 هاست نیاز دارد
اداره A: 192.168.1.0/25 (126 هاست قابل‌استفاده)
اداره B: 192.168.1.128/26 (62 هاست قابل‌استفاده)
لینک WAN: 192.168.1.192/30 (2 هاست قابل‌استفاده)
هر زیرشبکه به نیاز واقعی‌اش سایز می‌شود، به‌جای
اینکه هر زیرشبکه به همان اندازه ثابت مجبور شودروششناسی استاندارد VLSM زیرشبکه‌ها را با شروع از بزرگ‌ترین نیاز اول تخصیص می‌دهد، سپس به کوچک‌ترین کار می‌کند، چون این ترتیب یافتن فضای آدرس پیوسته برای هر زیرشبکه را بدون شکاف یا هم‌پوشانی هدررونده ساده می‌کند.
حالت خاص /30 و /31 برای لینک‌های نقطه‌به‌نقطه
لینک‌های WAN که دقیقاً دو روتر را متصل می‌کنند به‌اندازه کافی رایج هستند که یک قرارداد استاندارد داشته باشند: یک زیرشبکه /30 دقیقاً ۲ آدرس هاست قابل‌استفاده فراهم می‌کند (از ۴ کل، منهای شبکه و پخش)، تناسب کاملی برای یک اتصال نقطه‌به‌نقطه.
مثال لینک نقطه‌به‌نقطه:
192.168.1.192/30
شبکه: 192.168.1.192
روتر A: 192.168.1.193
روتر B: 192.168.1.194
پخش: 192.168.1.195
یک زیرشبکه /31 (4 آدرس کل، هر دو قابل‌استفاده، بدون
آدرس پخش) جایگزین حتی کارآمدتری است که به‌طور خاص
برای لینک‌های نقطه‌به‌نقطه توسط RFC 3021 مجاز است،
و 2 آدرس اضافی به‌ازای هر لینک صرفه‌جویی میکندتأیید پیکربندی زیرشبکه روی یک دستگاه سیسکو
Router(config)# interface gigabitethernet 0/0
Router(config-if)# ip address 192.168.1.193 255.255.255.252
Router(config-if)# no shutdown
Router# show ip interface brief
Interface IP-Address Status Protocol
GigabitEthernet0/0 192.168.1.193 up upماسک زیرشبکه واردشده در فرم دهدهی‌نقطه‌دار (255.255.255.252 برای /30) باید دقیقاً با آنچه در طول فرآیند برنامه‌ریزی VLSM محاسبه شده تطبیق داشته باشد — یک ماسک نامنطبق یکی از رایج‌ترین خطاهای پیکربندی است و باعث می‌شود دستگاه‌هایی که به‌نظر می‌رسد به‌درستی کابل‌کشی شده‌اند نتوانند ارتباط برقرار کنند.
چرا تسلط بر زیرشبکه‌بندی یک مهارت عملی اصلی است
تقریباً هر وظیفه شبکه‌ای عملی — طراحی یک برنامه آدرس برای یک اداره جدید، عیب‌یابی اینکه چرا دو دستگاه نمی‌توانند به یکدیگر برسند، یا پیکربندی عبارات شبکه یک پروتکل مسیریابی — نیازمند انجام سریع و دقیق محاسبات زیرشبکه‌بندی که در این مقاله پوشش داده شد است. برخلاف بسیاری مفاهیم شبکه‌ای که می‌توانند هنگام نیاز جستجو شوند، انتظار می‌رود ریاضیات زیرشبکه‌بندی سریع و با اطمینان انجام شود، که آن را به یکی از سنگین‌ترین مهارت‌های تمرین‌شده در آماده‌سازی گواهینامه سیسکو و مدیریت روزانه شبکه تبدیل می‌کند.