تقسيم شبكات IPv4: مسائل تدريبية مع حلول خطوة بخطوة

مسائل تدريبية مجانية في تقسيم شبكات IPv4 مع رسوم توضيحية وتلميحات وحلول مفصّلة كاملة. قيم جديدة في كل مرة، بثلاثة مستويات: المضيفون لكل شبكة فرعية, تقسيم الشبكة, نطاقات العناوين.

مسألة تدريبية مجانيةسهلة
/2911111111111111111111111111111000بتات الشبكةبتات المضيف

كم عدد عناوين المضيفين القابلة للاستخدام H في شبكة IPv4 فرعية ببادئة /29؟

/29

إجابة دقيقة: عدد صحيح، دون تقريب.

المسألة التالية →
تدرّب على تقسيم شبكات IPv4 مجانًاتدرّب على تقسيم شبكات IPv4 الآن5 مسائل مجانية كل يوم. لا حاجة إلى بطاقة.

ما الذي تتدرّب عليه

  1. سهلةالمضيفون لكل شبكة فرعية
  2. متوسطةتقسيم الشبكة
  3. صعبةنطاقات العناوين

الصيغ الأساسية

المضيفون في كل شبكة فرعية
2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
حجم الكتلة
256 − (mask octet)
عنوان الشبكة
IP AND القناع
عنوان البث
IP OR (NOT mask): كل بتات المضيف = 1
الشبكات الفرعية من n بتات مستعارة
2n

تعلّم تقسيم شبكات IPv4 من البداية

قبل هذا: أنظمة العد

1ما هي الشبكة الفرعية

لكل جهاز على شبكة IPv4 عنوان IP، مثل 192.168.10.37. طوله 32 بتًا، ويُكتب على شكل أربعة أعداد من 0 إلى 255. كل عدد بايت واحد، ويسمى ثُمانية (octet).

للعنوان جزآن. الجزء الأول يبيّن على أي شبكة يقع الجهاز. والجزء الثاني يبيّن أي مضيف (جهاز) هو داخل تلك الشبكة.

فكّر في عنوان شارع: اسم الشارع هو الشبكة، ورقم البيت هو المضيف.

الشبكة الفرعية (subnet) هي شبكة من هذا النوع. وتقسيم شبكة كبيرة إلى شبكات فرعية يُبقي الحركة محلية ويتيح للمسؤول أن يعطي كل قسم مداه الخاص.

تبيّن البادئة (prefix) موضع التقسيم. في 192.168.10.37/24 أول 24 بتًا هي جزء الشبكة، وآخر 8 بتات هي جزء المضيف.

N24H8032
تحقّق ذاتي يُكتب عنوان على شكل 10.1.2.3/20. كم بتًا في جزء المضيف؟
  1. 12
  2. 20
  3. 32
  4. 8

الإجابة: 12. للعنوان 32 بتًا. تعطي البادئة /20 عشرين بتًا للشبكة، فيبقى 32 − 20 = 12 بتًا للمضيف. أما 20 فهي جزء الشبكة لا جزء المضيف.

2البادئة والقناع وعدد المضيفين

يمكن كتابة التقسيم نفسه على شكل قناع الشبكة الفرعية: 32 بتًا بوحدات 1 لجزء الشبكة وأصفار لجزء المضيف، يُكتب كعنوان.

قناع /24 هو 24 واحدًا و8 أصفار: 255.255.255.0. وقناع /16 هو 255.255.0.0.

عندما تنتهي البادئة داخل ثُمانية، تأخذ تلك الثُمانية أول بضعة بتات مضبوطة. وهذه هي القيم الوحيدة الممكنة لثُمانية القناع:

  • 1 بت: 128. 2 بت: 192. 3 بت: 224. 4 بت: 240.
  • 5 بت: 248. 6 بت: 252. 7 بت: 254. 8 بت: 255.

مثال: /27 هي 24 + 3 بتات، فالقناع 255.255.255.224.

مع h بتات للمضيف يوجد 2h عنوانًا. ولا يمكن إعطاء اثنين منها لجهاز: الأول هو عنوان الشبكة والأخير هو عنوان البث (broadcast).

H = 2(32 − p) − 2

لـ /24: 2⁸ − 2 = 254 مضيفًا صالحًا للاستخدام. ولـ /27: 2⁵ − 2 = 30.

تستخدم قوائم الوصول قناع البدل (wildcard)، وهو معكوس قناع الشبكة الفرعية: كل ثُمانية تساوي 255 ناقص ثُمانية القناع. ولـ /27 يكون 0.0.0.31.

تحقّق ذاتي ما قناع الشبكة الفرعية لشبكة /26؟
  1. 255.255.255.192
  2. 255.255.255.252
  3. 255.255.255.26
  4. 255.255.255.64

الإجابة: 255.255.255.192. /26 هي 24 + 2 بت، والثُمانية التي أول بتين فيها مضبوطان تساوي 128 + 64 = 192. أما 64 فهي قيمة البت الثاني وحده، و252 هي الثُمانية لـ 6 بتات.

3الطريقة خطوة بخطوة

المضيفون والأقنعة:

  1. أوجد بتات المضيف: h = 32 − p.
  2. المضيفون الصالحون: H = 2h − 2.
  3. للانتقال من قناع إلى بادئة، عُدّ بتات الواحد: 255 تساوي 8 و224 تساوي 3 وهكذا.

تقسيم شبكة:

  1. تحتاج إلى N شبكة فرعية. استعر من جزء المضيف أصغر عدد من البتات n يحقق 2n ≥ N.
  2. البادئة الجديدة هي البادئة القديمة زائد n.
  3. لكل شبكة فرعية 2(32 − البادئة الجديدة) − 2 مضيفًا صالحًا.
  4. لتتسع h مضيفًا في شبكة فرعية واحدة، أوجد أصغر عدد من بتات المضيف يحقق 2bits − 2 ≥ h.

مدى عنوان:

  1. أوجد الثُمانية التي تنتهي عندها البادئة. حجم كتلتها هو 256 ناقص ثُمانية القناع.
  2. عنوان الشبكة هو أكبر مضاعف لحجم الكتلة لا يزيد على ثُمانية العنوان.
  3. عنوان البث هو عنوان الشبكة زائد حجم الكتلة ناقص 1.
  4. المضيفون الصالحون هم كل ما بينهما: من الشبكة + 1 إلى البث − 1.

4مثال محلول

تابع كل خطوة. حاول أن تتوقّع الخطوة التالية قبل أن تفتحها.

مثال محلول

يجب تقسيم الشبكة 192.168.10.0/24 إلى 10 شبكات فرعية متساوية على الأقل. إذا استعرت أقل عدد ممكن من البتات، فكم مضيفًا صالحًا H في كل شبكة فرعية؟

1

عُدّ البتات التي لديك

للشبكة /24 ما مقداره 32 − 24 = 8 بتات للمضيف يمكن توزيعها.

2

استعر بتات كافية

استعارة n من البتات تعطي 2n شبكة فرعية. 2³ = 8 قليلة جدًا. و2⁴ = 16 كافية.

إذن تستعير n = 4 بتات.

3

أوجد البادئة الجديدة

p = 24 + 4 = 28
N24S4H4032

يبقى 32 − 28 = 4 بتات للمضيف.

4

عُدّ المضيفين الصالحين

H = 2⁴ − 2 = 14
5

تحقّق من الإجابة

16 شبكة فرعية من 16 عنوانًا لكل منها تستخدم 16 · 16 = 256 عنوانًا، وهو بالضبط حجم الشبكة /24. فالأعداد منسجمة.

الإجابة

لكل شبكة فرعية /28 عدد H = 14 مضيفًا صالحًا.

5إيجاد مدى عنوان

خذ المضيف 10.20.130.90/27. تنتهي البادئة في الثُمانية الرابعة، والقناع 255.255.255.224.

حجم الكتلة = 256 − 224 = 32

تبدأ الشبكات الفرعية في الثُمانية الرابعة عند 0 و32 و64 و96 و… ثُمانية العنوان 90 تقع بين 64 و95.

  • عنوان الشبكة: 10.20.130.64.
  • عنوان البث: 64 + 32 − 1 = 95، أي 10.20.130.95.
  • المضيفون الصالحون: من 10.20.130.65 إلى 10.20.130.94.

حين تنتهي البادئة في الثُمانية الثالثة، مثل /20، تنطبق الخطوات نفسها على الثُمانية الثالثة. وعندئذٍ تكون الثُمانية الرابعة 0 للشبكة و255 للبث.

تحقّق ذاتي لمضيف عنوانه 10.20.72.98/27. ما الثُمانية الرابعة لعنوان شبكته؟
  1. 127
  2. 64
  3. 96
  4. 98

الإجابة: 96. حجم الكتلة 256 − 224 = 32. والمضاعفات 0 و32 و64 و96 و128، و96 أكبرها الذي لا يزيد على 98. أما 127 فهو عنوان البث، و64 يستخدم كتلة من 64 (أي /26).

6أخطاء شائعة

  • نسيان −2. عنوان الشبكة وعنوان البث ليسا مضيفين صالحين.
  • استخدام البادئة كعدد لبتات المضيف. بتات المضيف هي 32 − p.
  • استعارة بتات كثيرة جدًا. خذ أصغر n يعطي شبكات فرعية كافية.
  • حساب حجم الكتلة في الثُمانية الخطأ. استخدم الثُمانية التي تنتهي عندها البادئة.
  • أخذ العنوان نفسه كعنوان للشبكة. قرّب إلى الأسفل إلى مضاعف لحجم الكتلة.
تحقّق ذاتي كم عنوان مضيف صالحًا في شبكة فرعية /27؟
  1. 27
  2. 30
  3. 32
  4. 5

الإجابة: 30. 32 − 27 = 5 بتات للمضيف، و2⁵ − 2 = 30. أما 32 فتنسى أن عنواني الشبكة والبث لا يمكن استخدامهما.

7كيف تبدو أسئلة الامتحان

  • سهل: المضيفون لكل شبكة فرعية. المضيفون الصالحون لبادئة، أو قناع بادئة، أو بادئة قناع، أو قناع بدل.
  • متوسط: تقسيم شبكة. كم شبكة فرعية من بادئة معطاة تتسع، وكم بتًا تُستعار والمضيفون لكل شبكة فرعية، أو أصغر شبكة فرعية لعدد من المضيفين.
  • صعب: مدى العناوين. عنوان الشبكة أو البث أو آخر عنوان صالح لمضيف، أو مسار تلخيصي لعدة شبكات، أو تخصيص VLSM.

للمسار التلخيصي، اكتب الثُمانية التي تتغير بالنظام الثنائي وعُدّ كم بتًا أوليًا تشترك فيه كل الشبكات.

في VLSM، أعطِ أكبر شبكة محلية شبكتها الفرعية أولًا، ثم التي تليها مباشرةً بعدها، لكل منها بادئتها الخاصة.

تعلّمه خطوة بخطوة في التطبيقتعلّمه خطوة بخطوة في التطبيق

أمثلة محلولة

مثال 1سهلة
/2611111111111111111111111111000000بتات الشبكةبتات المضيف

كم عدد عناوين المضيفين القابلة للاستخدام H في شبكة IPv4 فرعية ببادئة /26؟

/26

المطلوب: H

أظهر التلميحات
  1. جزء المضيف يتكون من 32 − p بتة.
  2. اطرح 2 لعنواني الشبكة والبث.
  3. 32 − 26 = 6.
أظهر الإجابة والحل خطوة بخطوة

تقسيم شبكات IPv4: يتكون العنوان من 32 بتة. تحدد البادئة /p عدد البتات الأولى التي تعرّف الشبكة؛ وتُرقّم البتات المتبقية 32 − p المضيفين. تحتوي الشبكة الفرعية على 2³²⁻ᵖ عنوانًا، لكن الأول (عنوان الشبكة) والأخير (عنوان البث) لا يُعطيان للمضيفين، فيتسع 2³²⁻ᵖ − 2 مضيفًا. الاستثناءات: الشبكة /31 (وصلة من نقطة إلى نقطة، RFC 3021) تستخدم كلا عنوانَيها الـ 2 للمضيفين، والشبكة /32 عنوان واحد فقط (مضيف واحد أو عنوان loopback).

بتات المضيف

32 − 26 = 6

المضيفون القابلون للاستخدام

26 − 2 = 64 − 2 = 62

الإجابة

H = 62
مثال 2متوسطة
255.255.252.011111111111111111111110000000000بتات الشبكةبتات المضيف

تستخدم شبكة فرعية القناع 255.255.252.0. كم عنوان مضيف قابلًا للاستخدام H فيها؟

255.255.252.0

المطلوب: H

أظهر التلميحات
  1. حوّل القناع إلى طول بادئة بعدّ بتاته الواحدة.
  2. ثم H = 2³²⁻ᵖ − 2.
  3. p = 22.
أظهر الإجابة والحل خطوة بخطوة

IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).

طول البادئة

255.255.252.0 = /22

المضيفون القابلون للاستخدام

210 − 2 = 1022

الإجابة

H = 1022
مثال 3صعبة
الثُمانية الأخيرة = 194112816403201608041201الشبكةالمضيف

عنوان مضيف هو 10.20.178.194/27. ما الثُمانية الرابعة x من آخر عنوان مضيف قابل للاستخدام في شبكته الفرعية؟

10.20.178.194/27

المطلوب: x

أظهر التلميحات
  1. مع /27، تحتوي كل شبكة فرعية على 2³²⁻ᵖ عنوانًا في الثُمانية الأخيرة، لذا تبدأ الشبكات الفرعية عند مضاعفات هذا الحجم.
  2. عنوان الشبكة هو المضاعف المساوي لـ 194 أو الأصغر منه؛ وعنوان البث هو المضاعف التالي ناقص 1.
  3. حجم الكتلة = 25 = 32.
أظهر الإجابة والحل خطوة بخطوة

تقسيم شبكات IPv4: يتكون العنوان من 32 بتة. تحدد البادئة /p عدد البتات الأولى التي تعرّف الشبكة؛ وتُرقّم البتات المتبقية 32 − p المضيفين. تحتوي الشبكة الفرعية على 2³²⁻ᵖ عنوانًا، لكن الأول (عنوان الشبكة) والأخير (عنوان البث) لا يُعطيان للمضيفين، فيتسع 2³²⁻ᵖ − 2 مضيفًا. الاستثناءات: الشبكة /31 (وصلة من نقطة إلى نقطة، RFC 3021) تستخدم كلا عنوانَيها الـ 2 للمضيفين، والشبكة /32 عنوان واحد فقط (مضيف واحد أو عنوان loopback).

حجم الكتلة

25 = 32

الشبكة الفرعية لهذا المضيف

الشبكة: ⌊194/32⌋·32 = 192
البث: 192 + 32 − 1 = 223
المضيفون القابلون للاستخدام: 193 … 222

الإجابة

x = 222

أسئلة وأجوبة

ما هو تقسيم شبكات IPv4؟

لكل جهاز على شبكة IPv4 عنوان IP، مثل 192.168.10.37. طوله 32 بتًا، ويُكتب على شكل أربعة أعداد من 0 إلى 255. كل عدد بايت واحد، ويسمى ثُمانية (octet).

للعنوان جزآن. الجزء الأول يبيّن على أي شبكة يقع الجهاز. والجزء الثاني يبيّن أي مضيف (جهاز) هو داخل تلك الشبكة.

كيف تحل مسائل تقسيم شبكات IPv4 خطوة بخطوة؟

تقسيم شبكات IPv4: يتكون العنوان من 32 بتة. تحدد البادئة /p عدد البتات الأولى التي تعرّف الشبكة؛ وتُرقّم البتات المتبقية 32 − p المضيفين. تحتوي الشبكة الفرعية على 2³²⁻ᵖ عنوانًا، لكن الأول (عنوان الشبكة) والأخير (عنوان البث) لا يُعطيان للمضيفين، فيتسع 2³²⁻ᵖ − 2 مضيفًا. الاستثناءات: الشبكة /31 (وصلة من نقطة إلى نقطة، RFC 3021) تستخدم كلا عنوانَيها الـ 2 للمضيفين، والشبكة /32 عنوان واحد فقط (مضيف واحد أو عنوان loopback).

ما الأخطاء الشائعة في تقسيم شبكات IPv4؟
  • عُدّ كل البتات الصفرية في القناع، بما فيها الثماني في الثُمانية الأخيرة (0).
ماذا تغطي تمارين تقسيم شبكات IPv4؟
  • سهلة: المضيفون لكل شبكة فرعية
  • متوسطة: تقسيم الشبكة
  • صعبة: نطاقات العناوين

لكل مسألة قيم جديدة، فتتعلّم الطريقة بدلًا من حفظ إجابة. هل علِقت؟ افتح تلميحًا صغيرًا أولًا، والشرح الكامل فقط عندما تحتاج إليه.

كيف يعمل التدريب

  • لكل مسألة قيم جديدة، فتتعلّم الطريقة بدلًا من حفظ إجابة.
  • هل علِقت؟ افتح تلميحًا صغيرًا أولًا، والشرح الكامل فقط عندما تحتاج إليه.
  • يُحفظ تقدّمك وأخطاؤك ومسائلك المحفوظة، لتتمكّن من مراجعتها قبل الامتحان.

مواضيع قبل هذا الموضوع وبعده

تعلّم أولاً

أنظمة العد

الآلات الحاسبة

حاسبة الشبكات الفرعية IP

مقرّرات تتضمّن هذا الموضوع

شبكات الحاسوبأساسيات علوم الحاسوب

مواضيع أخرى في علوم الحاسوب

أنظمة العدشبكات الحاسوبالخوارزميات والتعقيدهياكل البياناتقواعد البيانات و SQL

ورقة عمل قابلة للطباعة

ورقة عمل تقسيم شبكات IPv4 مع الإجابات
تدرّب على تقسيم شبكات IPv4 مجانًاتدرّب على تقسيم شبكات IPv4 الآن5 مسائل مجانية كل يوم. لا حاجة إلى بطاقة.