תרגול Subnetting ו-Subnet Mask: שאלות ותשובות עם הסבר

הדף הזה הוא תרגול Subnetting מלא: 15 שאלות מקוריות על חלוקת רשתות IPv4 ועל חישוב Subnet Mask, בשלוש רמות קושי, ואחריהן תשובות עם הסבר מלא לכל שאלה. נסו לפתור כל שאלה לבד, על דף ובלי מחשבון, ורק אחר כך עברו לחלק התשובות ובדקו את עצמכם.

תזכורת קצרה: חישוב Subnet Mask ותתי רשתות

כתובת IPv4 בנויה מ-32 ביטים, שמחולקים לארבע קבוצות של 8 ביטים (אוקטטות). כל אוקטטה נכתבת כמספר עשרוני בין 0 ל-255, למשל 192.168.1.10. הביטים הראשונים מזהים את הרשת, והשאר מזהים את המחשב (Host) בתוך הרשת. Subnetting, או בעברית סאבנטינג וחלוקה לתתי רשתות, הוא פשוט הזזה של הגבול הזה.

• תחילית CIDR - המספר אחרי הלוכסן, למשל /24, אומר כמה ביטים מתחילת הכתובת שייכים לרשת.
• Subnet Mask - אותו מידע בכתיב עשרוני: כל ביטי הרשת הם 1 וכל ביטי ה-Host הם 0. התחילית /24 היא 255.255.255.0, והתחילית /16 היא 255.255.0.0.
• ערכים אפשריים באוקטטה של המסכה - כשאוקטטה לא מלאה, הערכים האפשריים הם רק 128, 192, 224, 240, 248, 252 ו-254 (מביט דלוק אחד עד שבעה ביטים דלוקים משמאל).
• גודל הבלוק (Magic Number) - 256 פחות ערך המסכה באוקטטה ה"מעניינת", האחרונה שאינה 255. במסכה 255.255.255.224 גודל הבלוק הוא 32, ולכן תתי הרשתות מתחילות ב-0, 32, 64, 96 וכן הלאה.
• מספר ה-Hosts - 2 בחזקת מספר ביטי ה-Host, פחות 2, כלומר 2^(32-prefix)-2. מורידים שתיים כי שתי כתובות שמורות.
• כתובת רשת וכתובת Broadcast - כתובת הרשת היא הראשונה בבלוק (כל ביטי ה-Host אפס), וכתובת ה-Broadcast היא האחרונה (כל ביטי ה-Host אחד). הכתובת השמישה הראשונה היא כתובת הרשת ועוד 1, והאחרונה היא ה-Broadcast פחות 1.
• מספר תתי הרשתות - כשמשאילים n ביטים מחלק ה-Host לחלק הרשת, מקבלים 2^n תתי רשתות.

שני מקרים מיוחדים: התחילית /32 מתארת כתובת בודדת (למשל ממשק Loopback או נתיב למחשב אחד), והתחילית /31 משמשת בקווים בין שני נתבים, כששתי הכתובות שלה שמישות. הנוסחה עם מינוס 2 לא חלה עליהן. בשאלות כאן נשתמש לקווים בין נתבים ב-/30, הפתרון הקלאסי.

את השיטה כולה אפשר לראות מוסברת בהרצאה חלוקת רשת לתתי רשתות - Subnetting. מי שעוד לא מרגיש בטוח במבנה של כתובת IP ובמושגי היסוד של התקשורת יכול להתחיל בהרצאה יסודות התקשורת - TCP/IP.

שאלות לתרגול: רמת מתחילים

המרות בין תחילית למסכה וספירת Hosts. אלה החישובים שכל השאר נשען עליהם.

שאלה 1

מהי מסכת הרשת (Subnet Mask) בכתיב עשרוני של התחילית /26?

שאלה 2

מסכת הרשת היא 255.255.240.0. מהי התחילית שלה בכתיב CIDR?

שאלה 3

כמה כתובות שמישות למחשבים (Hosts) יש בתת רשת עם התחילית /27?

שאלה 4

כמה Hosts אפשר לחבר לתת רשת עם המסכה 255.255.252.0?

שאלה 5

במחלקה יש 50 מחשבים. איזו תחילית נותנת את תת הרשת הקטנה ביותר שעדיין מספיקה לכולם?

• א. /25
• ב. /26
• ג. /27
• ד. /28

שאלות לתרגול: רמה בינונית

מציאת כתובת רשת, כתובת Broadcast וטווח הכתובות השמישות, ובדיקה אם שני מחשבים נמצאים באותה תת רשת.

שאלה 6

למחשב יש הכתובת 192.168.10.77/27. מהן כתובת הרשת, כתובת ה-Broadcast, הכתובת השמישה הראשונה והכתובת השמישה האחרונה?

שאלה 7

אותה שאלה עבור הכתובת 172.16.45.200/21: מהן כתובת הרשת, כתובת ה-Broadcast והכתובות השמישות הראשונה והאחרונה?

שאלה 8

לאיזו רשת שייכת הכתובת 10.20.30.40/12, ומהי כתובת ה-Broadcast של הרשת הזו?

שאלה 9

לשני מחשבים יש הכתובות 192.168.5.130 ו-192.168.5.190, ולשניהם המסכה 255.255.255.192. האם הם נמצאים באותה תת רשת?

שאלה 10

לשני מחשבים יש הכתובות 172.20.13.10/23 ו-172.20.14.20/23. האם הם נמצאים באותה תת רשת?

שאלה 11

טכנאי רוצה להגדיר למחשב את הכתובת 192.168.1.63 עם המסכה 255.255.255.192. האם זו כתובת שאפשר לתת למחשב? הסבירו.

שאלות לתרגול: רמה מתקדמת

חלוקת רשת לפי מספר תתי רשתות או לפי מספר מחשבים, ושאלת VLSM אחת, שבה לכל תת רשת יש גודל משלה.

שאלה 12

צריך לחלק את הרשת 192.168.100.0/24 ל-6 תתי רשתות בגודל שווה. באיזו תחילית תשתמשו, כמה Hosts יהיו בכל תת רשת, ומהי תת הרשת השישית (כתובת רשת, טווח שמיש ו-Broadcast)?

שאלה 13

יש לכם את הרשת 172.16.0.0/16, ואתם צריכים תתי רשתות שוות שבכל אחת מהן לפחות 500 מחשבים. באיזו תחילית תשתמשו, כמה תתי רשתות כאלה תקבלו, ומהי כתובת הרשת של תת הרשת השלישית?

שאלה 14

הרשת 10.10.0.0/16 חולקה לתתי רשתות /20. מהן כתובת הרשת וכתובת ה-Broadcast של תת הרשת העשירית, וכמה Hosts יש בה?

שאלה 15

קיבלתם את הרשת 192.168.50.0/24 ואתם צריכים לחלק אותה בשיטת VLSM לפי הצרכים הבאים: רשת A עם 100 מחשבים, רשת B עם 50 מחשבים, רשת C עם 20 מחשבים ושני קווים בין נתבים, שבכל אחד מהם צריך שתי כתובות. הקצו את תתי הרשתות מתחילת הטווח וכתבו לכל אחת תחילית וטווח כתובות.

תשובות והסברים

תשובה 1

255.255.255.192. 26 ביטים הם שלוש אוקטטות מלאות (24 ביטים, 255.255.255) ועוד 2 ביטים באוקטטה הרביעית. שני הביטים השמאליים שווים 128+64=192.

תשובה 2

/20. שתי האוקטטות הראשונות (255.255) הן 16 ביטים. 240 בבינארי הוא 11110000, כלומר עוד 4 ביטים, ו-16+4=20.

תשובה 3

30 Hosts. בתחילית /27 נשארים 32-27=5 ביטים ל-Host. 2^5=32 כתובות, ואחרי שמורידים את כתובת הרשת ואת כתובת ה-Broadcast נשארות 30.

תשובה 4

1022 Hosts. 252 בבינארי הוא 11111100, כלומר 6 ביטים באוקטטה השלישית, והמסכה היא /22. נשארים 10 ביטי Host: 2^10=1024, פחות 2, יוצא 1022.

תשובה 5

ב. /26. התחילית /26 נותנת 2^6-2=62 Hosts, וזה מספיק ל-50. התחילית /27 נותנת רק 30, מעט מדי, והתחילית /25 נותנת 126, הרבה יותר ממה שצריך.

תשובה 6

רשת 192.168.10.64, Broadcast 192.168.10.95, שמישות מ-192.168.10.65 עד 192.168.10.94. התחילית /27 היא 255.255.255.224, וגודל הבלוק הוא 256-224=32, כך שתתי הרשתות מתחילות ב-0, 32, 64 ו-96. המספר 77 נמצא בבלוק שבין 64 ל-95.

תשובה 7

רשת 172.16.40.0, Broadcast 172.16.47.255, שמישות מ-172.16.40.1 עד 172.16.47.254. התחילית /21 היא 255.255.248.0, והאוקטטה המעניינת היא השלישית. גודל הבלוק הוא 256-248=8: הבלוקים מתחילים ב-0, 8, 16, 24, 32, 40, 48, והמספר 45 נמצא בבלוק 40 עד 47. האוקטטה הרביעית כולה ביטי Host, ולכן הרשת מתחילה ב-.0 ונגמרת ב-.255.

תשובה 8

רשת 10.16.0.0, Broadcast 10.31.255.255. התחילית /12 היא 255.240.0.0, והאוקטטה המעניינת היא השנייה. גודל הבלוק הוא 256-240=16: הבלוקים מתחילים ב-0, 16, 32, והמספר 20 נמצא בבלוק 16 עד 31. שתי האוקטטות האחרונות כולן ביטי Host.

תשובה 9

כן. גודל הבלוק הוא 256-192=64, ולכן תתי הרשתות מתחילות ב-0, 64, 128 ו-192. גם 130 וגם 190 נמצאים בבלוק 128 עד 191, ושני המחשבים שייכים לרשת 192.168.5.128/26.

תשובה 10

לא. התחילית /23 היא 255.255.254.0, וגודל הבלוק באוקטטה השלישית הוא 2: הבלוקים מתחילים ב-12, 14, 16 וכן הלאה. הכתובת 172.20.13.10 שייכת לרשת 172.20.12.0/23 (מ-172.20.12.0 עד 172.20.13.255), והכתובת 172.20.14.20 שייכת לרשת 172.20.14.0/23. כדי שהם יתקשרו ביניהם צריך נתב.

תשובה 11

לא. עם המסכה 255.255.255.192 גודל הבלוק הוא 64, והכתובת שייכת לרשת 192.168.1.0/26, שמתחילה ב-0 ונגמרת ב-63. הכתובת 192.168.1.63 היא האחרונה בבלוק, כלומר כתובת ה-Broadcast, ואי אפשר לתת אותה למחשב. הכתובות השמישות ברשת הזו הן 192.168.1.1 עד 192.168.1.62.

תשובה 12

תחילית /27 (255.255.255.224), 30 Hosts בכל תת רשת, ותת הרשת השישית היא 192.168.100.160/27: שמישות מ-192.168.100.161 עד 192.168.100.190, Broadcast 192.168.100.191. שני ביטים נותנים רק 4 תתי רשתות, ולכן משאילים 3 ביטים ומקבלים 8 (שתיים נשארות לעתיד): 24+3=27. גודל הבלוק הוא 32, ותתי הרשתות מתחילות ב-0, 32, 64, 96, 128 ו-160.

תשובה 13

תחילית /23 (255.255.254.0), 128 תתי רשתות, והשלישית היא 172.16.4.0/23. 8 ביטי Host נותנים 2^8-2=254, פחות מ-500, ו-9 ביטים נותנים 2^9-2=510, ולכן התחילית היא 32-9=23. השאלנו 23-16=7 ביטים, ו-2^7=128. גודל הבלוק באוקטטה השלישית הוא 2: הרשתות הן 172.16.0.0, 172.16.2.0 ו-172.16.4.0, והשלישית משתרעת עד ה-Broadcast 172.16.5.255.

תשובה 14

רשת 10.10.144.0/20, Broadcast 10.10.159.255, ו-4094 Hosts. התחילית /20 היא 255.255.240.0, וגודל הבלוק באוקטטה השלישית הוא 16. הראשונה מתחילה ב-0, ולכן העשירית מתחילה ב-9×16=144 ונגמרת ב-144+16-1=159. נשארים 12 ביטי Host: 2^12-2=4094.

תשובה 15

מקצים מהגדולה לקטנה: כך כל תת רשת מתחילה על גבול הבלוק שלה ואין חפיפות.

• רשת A (100 מחשבים) - 192.168.50.0/25: שמישות 192.168.50.1 עד 192.168.50.126, Broadcast 192.168.50.127. תחילית /25 נותנת 126 Hosts, ו-/26 עם 62 לא מספיקה.
• רשת B (50 מחשבים) - 192.168.50.128/26: שמישות 192.168.50.129 עד 192.168.50.190, Broadcast 192.168.50.191 (62 Hosts).
• רשת C (20 מחשבים) - 192.168.50.192/27: שמישות 192.168.50.193 עד 192.168.50.222, Broadcast 192.168.50.223 (30 Hosts).
• קו ראשון בין נתבים - 192.168.50.224/30: הכתובות 192.168.50.225 ו-192.168.50.226.
• קו שני בין נתבים - 192.168.50.228/30: הכתובות 192.168.50.229 ו-192.168.50.230.

הטווח 192.168.50.232 עד 192.168.50.255 נשאר פנוי להמשך. בציוד שתומך בכך אפשר להשתמש בקווים בין נתבים גם ב-/31, אבל /30 היא התשובה הקלאסית.

טעויות נפוצות בחישובי Subnetting

• לשכוח להוריד 2 - ב-/27 יש 32 כתובות, אבל רק 30 מהן אפשר לתת למחשבים.
• לחשב את גודל הבלוק באוקטטה הלא נכונה - ב-/21 הבלוק נמצא באוקטטה השלישית, לא ברביעית. קודם מזהים את האוקטטה המעניינת, ורק אחר כך מחשבים.
• להתחיל תת רשת שלא בכפולה של גודל הבלוק - 192.168.1.20/27 היא לא כתובת רשת, כי 20 אינו כפולה של 32.
• ב-VLSM להתחיל מהרשת הקטנה - כך נוצרים חורים וחפיפות. תמיד מקצים מהגדולה לקטנה.
• לבלבל בין מספר תתי רשתות למספר Hosts - ביטים שמשאילים קובעים כמה רשתות יש, וביטים שנשארים קובעים כמה מחשבים יש בכל אחת.

איך ממשיכים מכאן?

אחרי שפתרתם את כל השאלות, המציאו שאלות משלכם: בחרו כתובת פרטית ותחילית אקראית, חשבו הכול ביד, ורק אז בדקו את התוצאה במחשבון IP. כשהחישוב לוקח פחות מדקה, הנושא בידיים שלכם. Subnetting הוא בסיס לכל מה שבא אחריו ברשתות, ובמיוחד לניתוב ולהגדרת VLAN. כדי ללמוד את כל זה לפי הסדר, קורס CCNA אונליין בעברית מכסה לצד חלוקת הרשת לתתי רשתות גם ניתוב סטטי, OSPF, VLAN, ACL ו-NAT, עם תרגול ב-Packet Tracer. צפו בהרצאה בראש העמוד ותראו אם ההסבר מתאים לכם.