home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ BURKS 2 / BURKS_AUG97.ISO / BURKS / LINUX / HOWTO / mini / ipsubnet.txt < prev    next >
Text File  |  1997-07-07  |  24KB  |  558 lines
  1.   IP Sub-Networking Mini-Howto
  2.   Robert Hart, hartr@interweft.com.au
  3.   v1.0, 31 March 1997
  4.  
  5.   This document describes why and how to subnetwork an IP network - that
  6.   is using a single A, B or C Class network number to function correctly
  7.   on several interconnected networks.
  8.  
  9.   1.  Copyright
  10.  
  11.   This document is distributed under the terms of the GNU Public License
  12.   (GPL).
  13.  
  14.   This document is directly supported by InterWeft IT Consultants
  15.   (Melbourne, Australia).
  16.  
  17.   The latest version of this document is available at the InterWeft WWW
  18.   site at InterWeft IT Consultants <http://www.interweft.com.au/> and
  19.   from The Linux Documentation Project <http://sunsite.unc.edu/LDP>.
  20.  
  21.   2.  Introduction
  22.  
  23.   With available IP network numbers rapidly becoming an endangered
  24.   species, efficient use of this increasingly scarce resource is
  25.   important.
  26.  
  27.   This document describes how to split a single IP network number up so
  28.   that it can be used on several different networks.
  29.  
  30.   This document concentrates on C Class IP network numbers - but the
  31.   principles apply to A and B class networks as well.
  32.  
  33.   2.1.  Other sources of information
  34.  
  35.   There are a number of other sources of information that are of
  36.   relevance for both detailed and background information on IP numbers.
  37.   Those recommended by the author are:-
  38.  
  39.   ╖  The Linux Network Administrators Guide
  40.      <http://sunsite.unc.edu/LDP/LDP/nag/nag.html>.
  41.  
  42.   ╖  The Linux System Administration Guide
  43.      <http://linuxwww.db.erau.edu/SAG/>.
  44.  
  45.   ╖  TCP/IP Network Administration by Craig Hunt, published by O'Reilly
  46.      and Associates <http://www.ora.com/catalog/tcp/noframes.html>.
  47.  
  48.   3.  The Anatomy of IP numbers
  49.  
  50.   Before diving into the delight of sub-networking, we need to establish
  51.   some IP number basics.
  52.  
  53.   3.1.  IP numbers belong to Interfaces - NOT hosts!
  54.  
  55.   First of all, let's clear up a basic cause of misunderstanding - IP
  56.   numbers are not assigned to hosts. IP numbers are assigned to network
  57.   interfaces on hosts.
  58.   Eh - what's that?
  59.  
  60.   Whilst many (if not most) computers on an IP network will possess a
  61.   single network interface (and have a single IP number as a
  62.   consequence), this is not the only way things happen. Computers and
  63.   other devices can have several (if not many) network interfaces - and
  64.   each interface has its own IP number.
  65.  
  66.   So a device with 6 active interfaces (such as a router) will have 6 IP
  67.   numbers - one for each interface to each network to which it is
  68.   connected. The reason for this becomes clear when we look at an IP
  69.   network!
  70.  
  71.   Despite this, most people refer to host addresses when referring to an
  72.   IP number. Just remember, this is simply shorthand for the IP number
  73.   of this particular interface on this host. Many (if not the majority)
  74.   of devices on the Internet have only a single interface and thus a
  75.   single IP number.
  76.  
  77.   3.2.  IP Numbers as "Dotted Quads"
  78.  
  79.   In the current (IPv4) implementation of IP numbers, IP numbers consist
  80.   of 4 (8 bit) bytes - giving a total of 32 bits of available
  81.   information.  This results in numbers that are rather large (even when
  82.   written in decimal notation). So for readability (and organisational
  83.   reasons) IP numbers are usually written in the 'dotted quad' format.
  84.   The IP number
  85.  
  86.                192.168.1.24
  87.  
  88.   is an example of this - 4 (decimal) numbers separated by (.) dots.
  89.  
  90.   As each one of the four numbers is the decimal representation of an 8
  91.   bit byte, each of the 4 numbers can range from 0 to 255 (that is take
  92.   on 256 unique values - remember, zero is a value too).
  93.  
  94.   In addition, part of the IP number of a host identifies the network on
  95.   which the host resides, the remaining 'bits' of the IP number identify
  96.   the host (oops - network interface) itself. Exactly how many bits are
  97.   used by the network ID and how many are available to identify hosts
  98.   (interfaces) on that network is determined by the network 'class'.
  99.  
  100.   3.3.  Classes of IP Networks
  101.  
  102.   There are three classes of IP numbers
  103.  
  104.   ╖  Class A IP network numbers use the leftmost 8 bits (the leftmost of
  105.      the dotted quads) to identify the network, leaving 24 bits (the
  106.      remaining three dotted quads) to identify host interfaces on that
  107.      network.
  108.      Class A addresses always have the leftmost bit of the leftmost byte
  109.      a zero - that is a decimal value of 0 to 127 for the first dotted
  110.      quad. So there are a maximum of 128 class A network numbers
  111.      available, with each one containing up to 33,554,430 possible
  112.      interfaces.
  113.  
  114.      However, the networks 0.0.0.0 (known as the default route) and
  115.      127.0.0.0 (the loop back network) have special meanings and are not
  116.      available for use to identify networks. So there are only 126
  117.      available A class network numbers.
  118.  
  119.   ╖  Class B IP network numbers use the leftmost 16 bits (the leftmost
  120.      two dotted quads) to identify the network, leaving 16 bits (the
  121.      last two dotted quads) to identify host interfaces. Class B
  122.      addresses always have the leftmost 2 bits of the leftmost byte set
  123.      to 1 0. This leaves 14 bits left to specify the network address
  124.      giving 32767 available B class networks. B Class networks thus have
  125.      a range of 128 to 191 for the first of the dotted quads, with each
  126.      network containing up to 32,766 possible interfaces.
  127.  
  128.   ╖  Class C IP network numbers use the leftmost 24 bits (the leftmost
  129.      three bytes) to identify the network, leaving 8 bits (the rightmost
  130.      byte) to identify host interfaces. Class C addresses always start
  131.      with the leftmost 3 bits set to 1 1 0 or a range of 192 to 255 for
  132.      the leftmost dotted quad. There are thus 4,194,303 available C
  133.      class network numbers, each containing 254 interfaces. (C Class
  134.      networks with the first byte greater than 223 are however reserved
  135.      and unavailable for use).
  136.  
  137.   In summary:
  138.  
  139.                Network class   Usable range of first byte values (decimal)
  140.                        A                 1 to 126
  141.                        B               128 to 191
  142.                        C               192 to 254
  143.  
  144.   There are also special addresses that are reserved for 'unconnected'
  145.   networks - that is networks that use IP but are not connected to the
  146.   Internet, These addresses are:-
  147.  
  148.   ╖  One A Class Network
  149.      10.0.0.0
  150.  
  151.   ╖  16 B Class Networks
  152.      172.16.0.0 - 172.31.0.0
  153.  
  154.   ╖  256 C Class Networks 192.168.0.0 - 192.168.255.0
  155.  
  156.   You will note that this document uses these sequences throughout to
  157.   avoid confusion with 'real' networks and hosts.
  158.  
  159.   3.4.  Network numbers, interface addresses and broadcast addresses
  160.  
  161.   IP numbers can have three possible meanings:-
  162.  
  163.   ╖  the address of an IP network (a group of IP devices sharing common
  164.      access to a transmission medium - such as all being on the same
  165.      Ethernet segment). A network number will always have the interface
  166.      (host) bits of the address space set to 0 (unless the network is
  167.      sub-networked - as we shall see);
  168.  
  169.   ╖  the broadcast address of an IP network (the address used to 'talk',
  170.      simultaneously, to all devices in an IP network). Broadcast
  171.      addresses for a network always have the interface (host) bits of
  172.      the the address space set to 1 (unless the network is sub-networked
  173.      - again, as we shall see).
  174.  
  175.   ╖  the address of an interface (such as an Ethernet card or PPP
  176.      interface on a host, router, print server etc). These addresses can
  177.      have any value in the host bits except all zero or all 1 - because
  178.      with the host bits all 0, the address is a network address and with
  179.      the host bits all 1 the address is the broadcast address.
  180.  
  181.   In summary and to clarify things
  182.  
  183.        For an A class network...
  184.        (one byte of network address space followed by three bytes of host
  185.        address space)
  186.  
  187.                10.0.0.0 is an A Class  network number  because all the host
  188.                        bits of the address space are 0
  189.                10.0.1.0 is a host address on this network
  190.                10.255.255.255.255 is the broadcast address of this network
  191.                        because all the host bits of the address space are 1
  192.  
  193.        For a B class network...
  194.        (two bytes of netwo