Tipo di articolo: FAQ, ID articolo: 2073614, Data articolo: 24/07/2013
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Quali relazioni ci sono tra subnet mask e indirizzi IP con riferimento al subnetting e al supernetting (classless inter domain routing CIDR)?

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Avvertenze di configurazione
Con CIDR viene a mancare l’associazione fissa di un indirizzo IP ad una classe di reti e l'eventuale suddivisione (subnetting) in ulteriori reti oppure la raccolta (supernetting) di più reti di una classe. Esiste solo una maschera di rete, che distribuisce gli indirizzi IP nella parte di rete e nella parte host.

La funzione CIDR (classless inter domain routing) contiene quindi subnetting e supernetting.

Nella lista seguente si trovano informazioni su quali CP Industrial Ethernet supportano le funzioni Subnetting e Supernetting:

  • 6GK7343-1EX21-0XE0 da FW V1.2
  • 6GK7343-1EX30-0XE0
  • 6GK7343-1GX21-0XE0 da FW V1.1
  • 6GK7343-1GX30-0XE0
  • 6GK7343-1CX10-0XE0
  • 6GK7343-1FX00-0XE0
  • 6FL4343-1CX10-0XE0
  • 6GK7 443-1EX20-0XE0
  • 6GK7443-1EX40-0XE0 da FW V2.4
  • 6GK7443-1EX41-0XE0
  • 6GK7443-1GX20-0XE0

Le seguenti CPU con interfaccia PROFINET integrata supportano le funzioni Subnetting e Supernetting:

  • IM151-8(F) PN/DP CPU
  • IM154-8(F) CPU
  • CPU 314C-2PN/DP
  • CPU 315(F)-2PN/DP da FW V2.3
  • CPU 317(F)-2PN/DP da FW V2.3
  • CPU 319(F)-3PN/DP
  • CPU 412-2 PN
  • CPU 414(F)-3PN/DP
  • CPU 416(F)-3PN/DP
  • S7-1200 CPU da FW V1.0

Le seguenti unità PC Industrial Ethernet supportano le funzioni Subnetting e Supernetting:

  • CP1616 da V2.0
  • CP1604 da V2.0

Per le restanti unità PC Industrial Ethernet come IE Generale, CP1613 (A2), CP1623, CP1612 e CP1512 è possibile solo la progettazione della funzione "Subnetting". Per queste unità non è possibile la progettazione della funzione "Supernetting" in STEP 7 / NCM PC. Questo viene impedito da STEP 7 / NCM PC con una segnalazione di errore (vedi la Figura 05).

Con queste unità che supportano il protocollo TCP/IP è possibile impostare nella Configurazione hardware di STEP7 sia l'indirizzo IP sia anche la corrispondente subnet mask. L'indirizzo IP e la subnet mask vengono quindi registrati nella finestra delle proprietà dell'interfaccia Ethernet del CP o della CPU. Dopo l'inserimento del CP Industrial Ethernet oppure della CPU con interfaccia PN integrata nella Configurazione hardware, all'utente vengono proposte nella finestra delle proprietà dell'interfaccia Ethernet del CP le seguenti impostazioni di default (vedi la Figura 01).

  • Indirizzo IP: 192.168.0.1
  • Subnet mask: 255.255.255.0


Figura 01

Per modificare le impostazioni di default di indirizzo IP e subnet mask, servono informazioni sulla relazione tra classe degli indirizzi IP e subnet mask. Nel seguito viene chiarita la relazione tra classi di indirizzi IP e subnet mask.

Relazione tra classe dell'indirizzo IP e subnet mask
Di principio si distinguono cinque classi di indirizzi IP. Sono le Classi A ... E. Ogni classe è dotata di una propria subnet mask. La relazione è rappresentata nella tabella seguente.
 

Classe Bit di classe Area indirizzi di rete IP Subnet mask Componente di rete Componente di computer
A 0xxxxxxx 0.x.x.x - 127.x.x.x 255.0.0.0 1 byte 3 byte
B 10xxxxxx 128.0.x.x - 191.255.x.x 255.255.0.0 2 byte 2 byte
C 110xxxxx 192.0.0.x - 223.255.255.x 255.255.255.0 3 byte 1 byte
D & E 111xxxxx 224.0.0.0-255.255.255.255 ---

Indirizzi multicasting

La rete di classe A
Gli indirizzi IP della classe A cominciano con la sequenza di bit 0-..., cioè l'area indirizzi IP è compresa tra 0.x.x.x e 127.x.x.x.
La subnet mask contrassegna l'area che contiene l'informazione di indirizzo per il contrassegno della sottorete. Nelle reti della classe A, il primo byte, cioè i primi 8 bit, dell'indirizzo IP corrisponde all'indirizzo della sottorete. Di conseguenza le reti di classe A vengono definite tramite la seguente subnet mask: 255.0.0.0 = 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000. Gli ultimi 3 byte (24 bit) dell'indirizzo IP identificano un nodo in questa sottorete.

Il numero totale di reti di classe A può essere calcolato nel modo seguente:

  • 28-1-2 = 27-2 = 126 reti (perché l'indirizzo IP comincia sempre con la sequenza di bit 0-..., 0.0.0.0 e 127.0.0.0 non sono consentiti)

Il numero di computer in una rete di classe A può essere calcolato nel modo seguente:

  • 224-2 = 16 777 214 computer (x.0.0.0 -> Indirizzo di rete e x.255.255.255 -> Indirizzo di broadcast non sono consentiti)


Figura 02

La rete di classe B
Gli indirizzi IP della classe B cominciano con la sequenza di bit 1-0... e l'area indirizzi è compresa tra 128.0.x.x e 191.255.x.x. Nelle reti di classe B i primi 2 byte, cioè i primi 16 bit corrispondono all'indirizzo IP della sottorete. Di conseguenza le reti di classe B vengono definite tramite la seguente subnet mask: 255.255.0.0 = 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000. Gli ultimi due byte (16 bit) identificano un nodo in questa sottorete.

Il numero totale di reti di classe B può essere calcolato nel modo seguente:

  • 216-2 = 214 = 16384 reti (poiché l’indirizzo IP comincia sempre con la sequenza di bit 1-0...)

Il numero di computer in una rete di classe B può essere calcolato nel modo seguente:

  • 216-2 = 65534 computer (x.x.0.0 -> Indirizzo di rete e x.x.255.255 -> Indirizzo di broadcast non sono consentiti)


Figura 03

La rete di classe C
Gli indirizzi IP della classe C cominciano con la sequenza di bit 1-1-0... e l'area indirizzi è compresa tra 192.0.0.x e 223.255.255.x. Nelle reti di classe C i primi tre byte, cioè i primi 24 bit corrispondono all'indirizzo IP della sottorete. Di conseguenza le reti di classe C vengono definite tramite la seguente subnet mask: 255.255.255.0 = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000. L'ultimo byte (8 bit) identifica un nodo in questa sottorete.

Il numero totale di reti di classe C può essere calcolato nel modo seguente:

  • 224-3 = 221 = 2 097 152 reti (poiché l’indirizzo IP comincia sempre con la sequenza di bit 1-1-0... )

Il numero di computer in una rete di classe C può essere calcolato nel modo seguente:

  • 28-2 = 254 computer (x.x.x.0 -> Indirizzo di rete e x.x.x.255 -> Indirizzo di broadcast non sono consentiti)


Figura 04

La sottorete di classe D
La sottorete di classe D comprende indirizzi speciali che vengono utilizzati per l'indirizzamento multicast.

Questa suddivisione di indirizzi IP nel componente di rete e nel componente computer porta alle seguenti conclusioni:

  • una rete di classe A è più grande di una rete di classe C, poiché per l'indirizzamento del computer è disponibile un'area indirizzi molto più grande.

  • Ci sono molto meno reti di classe A rispetto a reti classe C, poiché l'area di indirizzamento delle sottoreti è molto più piccola.

Indirizzi riservati

  • L'indirizzo di rete di classe A 127.x.x.x è riservato per la funzione Loopback di tutti i computer, ovvero:
    tutti gli indirizzi IP che nel primo byte hanno il valore 127, possono essere utilizzati solo per test interni dei computer.

  • I valori 255 sono riservati come indirizzi broadcast. Qui ad esempio l'indirizzo 140.80.255.255 rappresenta l'indirizzo broadcast in tutti i computer nella rete di classe B 140.80.0.0.

  • Le seguenti aree sono riservate per reti private. Tutti gli indirizzi IP in queste aree non sono sottoposti a routing in Internet.
    10.0.0.0 - 10.255.255.255
    172.16.0.0 - 172.31.255.255
    192.168.0.0 - 192.168.255.255

Finora è stata presentata la relazione tra classe dell'indirizzo IP e subnet mask. Inoltre con la cosiddetta operazione "Subnetting" è possibile eseguire un ampliamento della subnet mask.

Subnetting
Il subnetting può ad esempio essere impiegato in una rete di classe A. Esso consente la suddivisione dei computer di questa rete di classe A in unità logiche ulteriori (sottoreti). Come esempio viene presa in considerazione la rete di classe A 86.x.x.x. La subnet mask di questa rete di classe A è 255.0.0.0 (1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000). L'area di indirizzamento può essere ulteriormente suddivisa in sottoreti logiche, ampliando la subnet mask di 1 bit. La subnet mask è quindi 255.128.0.0 (1111 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000).

Per l'indirizzamento questo significa quanto segue.

  • Direttamente, cioè senza router, possono comunicare tra loro solo gli indirizzi da 86.0.0.1 a 86.127.255.254 poiché questi computer hanno lo stesso valore (in questo caso "0") nel primo bit dopo la subnet mask.

  • Direttamente, cioè senza router, possono comunicare tra loro solo gli indirizzi da 86.128.0.1 a 86.255.255.254 poiché questi computer hanno lo stesso valore (in questo caso "1") nel primo bit dopo la subnet mask.

  • L'area di indirizzamento dei computer in questa rete di classe A è stata suddivisa in due sottoreti.

Risultato
Con un ampliamento della subnet mask si può suddividere l'area di indirizzamento del computer in ulteriori unità logiche (sottoreti). Nell'esempio l'area di indirizzamento è stata suddivisa in due sottoreti. Con l'aggiunta di ulteriori bit, il numero delle sottoreti possibili può essere moltiplicato rapidamente. Una subnet mask può essere ampliata a piacimento.

Supernetting
Con Supernetting si intende la raccolta di più reti, talvolta con lo stesso componente di rete, in un unico routing. La tecnica alla base di questo è l'opposto del subnetting ed è principalmente un metodo per l'indirizzamento di un gran numero di host nell'ambito di una rete IP. Nel Supernetting viene ingrandita la componente host di una classe di rete. In questo modo viene ridotto il componente di rete di questa classe.
Come esempio viene presa in considerazione la rete di classe C 192.168.178.0. La subnet mask di questa rete di classe C è 255.255.255.0 (1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000). La componente host viene ore ampliata di 2 bit. La subnet mask diventa allora 255.255.252.0 (1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000 0000).

  • L'indirizzo IP più basso da assegnare nella rete è
    192.168.176.1 (1111 1111.1111 1111. 1011 0000. 0000 0001)

  • L'indirizzo IP più alto da assegnare nella rete è
    192.168.179.254 (1111 1111.1111 1111. 1011 0011. 1111 1110)

  • Gli indirizzi 192.168.176.1 ... 192.168.179.254 possono comunicare direttamente tra loro, cioè senza router.

Requisito
L'utilizzo di "Supernetting" presuppone che i moduli nella rete supportino la funzione "classless inter domain routing" (CIDR).

Avvertenza
Se l'unità progettata in STEP7 non supporta la funzione Subnetting oppure Supernetting, l'impiego di queste funzioni viene impedito con una segnalazione di errore in STEP7 (vedi la Figura 05 "Segnalazione di errore STEP 7").

L'introduzione di subnet mask nella forma (255.5.0.0 = 1111 1111 0000 0101 0000 0000 0000 0000) viene impedita da STEP 7. Non sono stati utilizzati i 2 bit successivi per un indirizzamento di sottorete, bensì altri due qualsiasi. Poiché questo metodo è molto difficile da gestire ed inoltre provoca molti altri errori di impiego, ne viene fortemente sconsigliato l'utilizzo. La progettazione di una tale subnet mask nella finestra delle proprietà dell'interfaccia Ethernet del CP oppure della CPU viene impedita da STEP7 con l'emissione della seguente segnalazione di errore.


Figura 05


Figura 06

La subnet mask deve avere sempre un numero progressivo di "1" senza interruzione da parte di uno "0". Nella Guida in linea di STEP 7 si fa riferimento a questo nel seguente modo.


Figura 07

Dettagli errore
Descrizione dettagliata del guasto
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