Tutorial/Network: How to subnet a Class A IP Address (VLSM/CIDR)

Introduction
Hi everyone!
I am going to go through how to subnet a class A IP address network for CIDR. This is not going to be a tutorial for complete beginners but instead towards network technicians that are either studying or work with IT Networks and Communication.

Usually I write articles in Swedish but I thought that this would fit best in english because I think that more english-speaking people are trying to find solutions on this topic. This article is also written in memory for myself so I don't have to search through so many websites when I have this problem in the future.


The goal with this tutorial
Take one IP address network and create more smaller networks from that. This is good when we for example want to summarize addresses.

Take this IP network address: 28.32.0.0/11
We want 4 networks with prefix /14
and the results will be something like this:

Address. Prefix Subnetmask....... Range............Broadcast
28.32.0.0 /14 255.252.0.0 28.32.0.1 - 28.35.255.254 28.35.255.255
28.36.0.0 /14 255.252.0.0 28.36.0.1 - 28.39.255.254 28.39.255.255
28.40.0.0 /14 255.252.0.0 28.40.0.1 - 28.43.255.254 28.43.255.255
28.44.0.0 /14 255.252.0.0 28.44.0.1 - 28.47.255.254 28.47.255.255

Note:
Please not that this is not optimized for real networks. This is just an example and you have to adapt it to your situation and planning. But I think you can make it work.


Let's start
We have IP network address 28.32.0.0/11 and we want to create several subnetworks with prefix /14.

Let's calculate the subnetmask and binary for prefix 11 and 14:
Prefix /11: 255.224.0.0 => 11111111.11100000.00000000.00000000 (eleven 1s)
Prefix /14: 255.252.0.0 => 11111111.11111100. 00000000.00000000 (fourteen 1s)

The fourteen bits are the network bits and they are marked with red
The three bits marked with orange color are subnet bits.
The zeroes are host bits and they are marked with blue color.

Total number of hosts
To calculate the total number of hosts for each subnet we need to cound how many zeroes we have: 2 + 8 + 8 = 18

Then we can use a formula for the total number and the usable total number of hosts IP addresses.

Total number of hosts: 2^18 = 262144
Usable total number of hosts: 2^18 - 2 = 262142

Note:
We subtract two because we remove the network address and broadcast address for the assignable range of host IP addresses.


Calculate the subnet IP ranges
First we search for our increment, a value that helps us to verify the calculation later on. You find the increment by looking at the right most binary 1 in the subnetmask. Then you convert that binary 1 to its decimal equivalent.

Example
28.32 = 00011100.00100000
255.252 = 11111111.11111100

00000100 = 4

The increment is marked with green color. The increment is used to easier check that the ranges are correct. Every new subnet has incremented the octet by 4 when we calculate the range.

Remember this rule: We only change the zeroes and the subnet bits when calculating the ranges.

We start with subnet zero and I only show the second octet (28.32.0.0) because it's most important. The bits are marked with their respective colors to make it easier for you to follow. I only show the network address and the broadcast address for each subnet. The usable host IP addresses are contained within.

Subnet bits are orange
Host bits are blue
Network bits are red

Can you see the pattern? Please note that the network and broadcast addresses are incremented by 4 for each new subnet. 36-32 = 4

#0 00100000 - 00100011 (32-35)
#1 00100100 - 00100111 (36-39)
#2 00101000 - 00101011 (40-43) <-- See example below
#3 00101100 - 00101111 (44-47)
#4 00110000 - 00110011 (48-51)
... etc ...

Here is an example of subnet #2:

Network..First IP....Last IP.......Broadcast
28.40.0.0 28.40.0.1 - 28.43.255.254 28.43.255.255

Decimal.........Binary
28.40.0.0.... = 00011100.00101000.00000000.00000000
28.40.0.1.... = 00011100.00101000.00000000.00000001
28.43.255.254 = 00011100.00101011.11111111.11111110
28.43.255.255 = 00011100.00101011.11111111.11111111

And now we're done! At least we now have a table with numbers that we can expand further and assist us in our network design and planning phase.


Extra assignment ahead
Try to come up with an IP address that summarizes subnets #1 to #3?

Summarization is used mostly in routers to reduce the size if the routing tables and to reduce flapping routes; routes that changes, get added or get removed. If you summarize these routes, they will not be noticed futher down. This is especially useful in OSPF networks between areas to reduce memory and CPU processing. The core routers have summarized routes to surrounding areas.


Read here if you want the solution
28.36.0.0/12

How did I come up with that? First I compared subnet #1, #2 and #3 to see what bits that were in common. The first four bits (0010) in the second octet were the same in all three subnets.

Then I calculate the new subnetmask prefix value for that octect, which is obviously 4, and then adding 8 from the first octet. 8+4 = 12. That's because I only want to use the subnetmask that includes these four bits that were same.

At last I just take the value of the octet from subnet number #1 and we have the final IP network address.

Have a nice day!

Nätverk: Subnetta enkelt med VLSM modellen

Lär er att subnetta
Variable Length Subnet Mask (VLSM)

Hej och välkomna till en ännu en av mina nyskrivna artiklar. Denna gången ska jag skriva om subnetting med Variable Length Subnet Mask (VLSM). Jag kommer inte lära er den matematiska biten hur man räknar binärt utan kommer istället använda en slags modell som inte är så komplex och svår att förstå. Visst är det bra att kunna den matematiska biten för att förstå lite bättre och mer ingående men det kan ni Googla efter.

Observera dock att jag ännu inte har prövat att subnetta en klass A eller klass B adress utan än så länge bara klass C adresser.

För att hänga med bör ni redan kunna vanlig subnetting eftersom VLSM är en fortsättning. Det kan vara lite svårt att hänga med om man är ovan med termer etc men jag ska försöka så gott jag kan. Om jag får synpunkter på artikeln om hur jag kan förenkla vissa delar så kommer jag försöka revidera innehållet.

Introduktion
Vanlig subnetting använder vanligen fixerade prefix med /8, /16 eller /24 vilket bestämmer hur många bitar som ska användas till subnätmasken. Med VLSM kan vi använda variabla prefix för att utnyttja IP-adresserna mer effektivt.

T.ex om vi har två stycken routrar kopplade till varandra via en seriell länk. Då krävs endast två IP-adresser men om man inte använder VLSM så slösas det bort en massa IP-adresser i det nätverket som den seriella länken använder. Målet är att få en subnätmask med prefixet /30 för adresserna vilket lämnar 2 användbara bitar (binärt: 00, 01, 10, 11).

Om man har flera seriella länkar i nätverket och flera mindre avdelningar så är det enklare att summera alla nätverken till en enda IP-adress i routing tabellen om de använder samma "major" nätverk. Detta kräver mindre resurser och mindre processorkraft (CPU) i routrarna.

Scenario
Ditt företag har tre avdelningar och varje avdelning behöver ett eget subnät för att minska broadcast trafik och för att förenkla administration. Projektledaren har valt att ni ska använda en klass C IP-adress 192.168.1.0/24 till den byggnaden där avdelningarna befinner sig. Det är nu upp till er att dela in adresserna så optimalt som möjligt.

Avdelningarna
- Ekonomi behöver 60 IP-adresser. (accounting)
- Marknadsföring behöver 28 IP-adresser. (marketing)
- Utveckling behöver 6 IP-adresser. (developers)

Tips!
Innan vi börjar är det bra om ni tar fram papper och penna och försöker följa med i artikeln genom att följa instruktionerna och figurerna.

Uträkning med VLSM modellen
Vi kommer använda en box-modell för att räkna ut subnätens längd på subnätmasken baserat på kraven för avdelningarna (60, 28, 6). Den största boxen (eller rutan - ni bestämmer själva) har en IP-adress-span från 0 till 255 med 0 längst upp till vänster och 255 längst ner till höger. Se figur 1.1.

Figur 1.1

Nätverksadressen är alltid den siffra längst upp till vänster i varje box.
Broadcastadressen är alltid den siffra längst ner till höger i varje box.

Notis: Den senaste delningen av boxarna markeras med röda linjer. De gamla linjerna förblir svarta.

Om vi nu delar boxen i två delar med en diagonal linje från topp-mitten till botten-mitten får ni två nya boxar med två nya IP-adress-omfång och det gamla prefixet (/24) uppdateras nu med /24+1=/25. Prefixet uppdateras med +1 varje gång vi delar alla boxar på mitten.

Okej! Det nya IP-adress-omfånget är nu 0-127 och 128-255, vilket alltså är två subnät. Varje subnät har nu plats för 128 adresser vilka av dem är 128-2=126 användbara adresser. Se figur 1.2. Vårt mål är att få en så liten box som möjligt där en avdelning kan få plats. Ekonomiavdelningen behöver minst 60 adresser och 126 är lite för mycket så vi testar att dela alla boxarna en gång till. Se figur 1.3.

Figur 1.2

Figur 1.3

Vi har nu fyra mindre boxar och varje box har plats för maximalt 64-2=62 användbara adresser. De två adresser vi plockar bort för varje box är nätverks- och broadcast adressen. Kom ihåg att vi nu har delat alla boxarna på mitten så därför måste vi öka prefixet med 1 (/25+1=/26). Våra nya IP-adress-omfång är nu 0-63, 64-127, 128-191 och 192-255, vilket ger oss fyra subnät.

Den första oanvända boxen (0-63) vi har nu har plats för ekonomiavdelningen krav på 60 adresser +2 som kan användas för en mindre expandering av nyanställda. Vi markerar denna box med en fin blå färg. Se figur 1.4.

Figur 1.4

Viktigt!
Inga blå boxar får användas för framtida allokering av IP-adresser.

Nästa steg för oss nu är att skapa ett subnät för marknadsföringsavdelningen som har ett krav på minst 28 adresser. En box med plats för 62 användbara adresser är för mycket så vi måste dela alla användbara boxar på mitten en gång till, vilket ökar prefixet för subnätmasken med +1 (/26+1=/27).

Våra nya IP-adress-omfång är nu 64-95, 96-127, 128-159, 160-191, 192-223 och 224-255, vilket är sex användbara nya och fräscha subnät. Se figur 1.5. Varje box/subnät har nu plats för 32-2=30 användbara adresser vilket passar utmärkt för marknadsföringsavdelnignens krav på minst 28.

Figur 1.5

Vi använder box 64-95 till marknadsföring. Se figur 1.6.

Figur 1.6

Så där. Nu har vi bara en avdelning kvar och dess krav är 6 adresser. För att åstadkomma detta måste vi dela alla boxarna vi har kvar på mitten två gånger. Den första delningen visas i figur 1.7 och den andra delningen i figur 1.8. Efter dessa två delningar är prefixet uppe i /27+2=/29.

Figur 1.7

Figur 1.8

Nu är vi snart klara. Vi kan nu se i figur 1.9 att nästa tillgängliga box/subnät är den med IP-adress-omfånget 96-103. Den passar utmärkt för utvecklingsavdelningen. Och det var allt.

Figur 1.9

När man gör detta för hand i verkligeheten tar det cirka 1-3 minuter att allokera adresser för 7 avdelningar i olika storlekar med VLSM. Det är ungefär så lång tid det tar för mig.

Summering av VLSM subnetting
Här har jag omvandlat prefixen för varje subnät till dess respektive subnätmask och visar även vilka IP-adresser vi har fått.

Egentligen ska man ju tänka på företagets expansion med en beräkning på en 100% ökning av anställda inom de kommande fem åren men här har vi räknat med en maximal ökning med två anställda för att göra det lite enklare att beskriva.

- Tilldelat nätverk: 192.168.1.0/24
- Ekonomi (60 adresser): 192.168.1.0/26: 1-62: 255.255.255.192
- Marknadsföring (28 adresser): 192.168.1.64/27: 65-94: 255.255.255.224
- Utveckling (6 adresser): 192.168.1.96/29: 97-102: 255.255.255.248

De boxarna som är kvar är subnät som kan användas till vad ni nu så önskar. Exempelvis subnät för seriella länkar mellan routrar om ni skapar flera subnät med en extra delning. Då får ni ett max-prefix på /30 som är optimalt för seriella länkar.

Sammanfattning
VLSM är svårt att förstå i början men om man börjar med denna modellen är det så mycket enkare. När jag gick CCNA kursen på gymnasiet så förstod jag aldrig den binära uträkningsmetoden lärarna försökte lära oss men på högskolan lärde oss både hur man kör med VLSM binärt och hur man gör med denna modellen. Den är helt enkelt underbar och har underlättat för mig vid varje prov i Cisco kursen jag läser just nu.

Jag hoppas ni förstår det mesta av vad jag har beskrivit och förklarat och hoppas att ni inte tycker det är för avancerat. När man väl använder modellen på papper så är det så enkelt. Nu är ni en VLSM subnät guru.


Länkar
http://www.vlsm-calc.net/ Använd en kalkylator på Internet för uträkning av vlsm-nät.
Exempel på uträkning med PHP för att räkna ut CIDR-adresser

Cisco: CCNP1 Exam

I skolan har jag precis läst klart första delen i CCNP-delen som handlar om "Building Scalable Cisco Internetworks" (BSCI) och igår hade jag det praktiska provet. Det gick väldigt bra men lyckades inte få det att fungera fullt ut.

Med tanke på att det är så otroligt mycket textmaterial att läsa igenom, samt förstå, så tycker jag att jag har gjort ett bra jobb. Jag var förbered på vad som helst men inte att det skulle bli ett prov som innehöll nästan allt vi hade läst. Det var alltså det största provet hittills.

Cisco är en bra IT-kurs för man har många praktiska övningar och eftersom det är det den mesta delen av tiden går åt till senare i livet när man arbetar med just Cisco och nätverkskommunikation så lämpar det sig perfekt. En stor nackdel är att det är "nästan" oändligt mycket teori men har man väl läst det en gång så är det enklare att referera till det man har läst när man sedan sitter och laborerar med Ciscoutrustningen.

Nu är nästa steg CCNP3 med konfiguration av switchar. Har ännu inga detaljer om detta men kan gissa att det innehåller lager 2 och 3 switching.

För er som läser CCNA och vill fortsätta med Cisco så kan jag meddela att ni kommer få det tufft. Det är cirka 5-10ggr mer teori att läsa och de går mycket djupt in på detaljer i olika protokoll och felsökning med autentisering. Om ni inte kan konfigurera OSPF utan problem eller inte vet hur man gör en grundläggande konfiguration av en router så råder jag er att lära er detta innan ni fortsätter med CCNP.

Som slutord har jag tänkt berätta att det är bra om ni även lär er mer om subentting och VLSM samt CIDR summering. Det underlättar otroligt mycket om man får en bra förståelse för detta. Jag tyckte själv att subnetting var helt oförståeligt när jag läste CCNA (1-4) på gymnasiet och eftersom många frågor på slutprovet handlade om detta så gick det mindre bra. Har faktiskt planerat att skriva en guide här på bloggen hur man subnettar och ska då försöka att ha med bilder och anteckningar som underlättar för den som nu vill lära sig det.

Tillägg 8/5-08
Jag har skrivit en guide om hur man enkelt subettar ett nät med VLSM. Här kommer adressen: http://waschman.blogspot.com/2008/05/ntverk-subnetta-enkelt-med-vlsm.html

Om du läser Cisco eller funderar på att läsa det så önskar jag er nu lycka till.