بخش سوم این داستان IPV4 SUBNETING

■ IPv4 subnetting ✓

■ Classless (variable- length subnet mask) ✓

■ Classful ✓

■ A ✓

■ B ✓

■ C ✓

■ D ✓

■ E ✓

■ Classless Inter- Domain Routing (CIDR) notation

📌 IPv4 و Subnetting

۱. تاریخچه و دلیل به‌وجود آمدن

در دهه‌ی ۱۹۸۰ برای مدیریت آدرس‌های اینترنت از Classful Addressing استفاده شد. در این روش، آدرس‌های IPv4 به ۵ کلاس تقسیم می‌شدند:

کلاس A → شبکه‌های خیلی بزرگ (تا ۱۶ میلیون هاست)

کلاس B → شبکه‌های متوسط (۶۵ هزار هاست)

کلاس C → شبکه‌های کوچک (۲۵۴ هاست)

کلاس D → مخصوص Multicast

کلاس E → رزرو برای تحقیق و توسعه

🔴 مشکل بزرگ این روش: خشک و غیرانعطاف‌پذیر بودن.
مثلاً شرکتی با ۵۰۰ دستگاه، مجبور بود یک کلاس B (۶۵ هزار آدرس) بگیرد، چون کلاس C (۲۵۴ آدرس) کافی نبود → هدررفت شدید آدرس‌ها.

📌 نمونه:
MIT → 18.0.0.0/8 (۱۶ میلیون آدرس عمومی).
در آن زمان هنوز NAT یا Private IP مثل 192.168.x.x وجود نداشت.

۲. دوران طلایی و اسراف بزرگ (دهه ۱۹۸۰–۱۹۹۰)

سازمان‌ها و دانشگاه‌ها به راحتی بلاک‌های خیلی بزرگ می‌گرفتند:

• MIT → 18.0.0.0/8

• Stanford → 36.0.0.0/8

• IBM → 9.0.0.0/8

• Apple → 17.0.0.0/8

• Ford → 19.0.0.0/8

شرکت‌هایی با چند هزار کارمند، میلیون‌ها آدرس داشتن که عملاً استفاده نمی‌شد.

۳. بحران کمبود (اواسط دهه ۹۰)

با رشد اینترنت، کمبود آدرس‌های IPv4 جدی شد.
مثال: اپل با چند هزار کارمند ۱۶ میلیون آدرس داشت، اما یک ISP با میلیون‌ها کاربر مجبور بود چند کلاس C را کنار هم بچیند.

۴. راه‌حل‌ها

🔹 CIDR (Classless Inter-Domain Routing – سال ۱۹۹۳)

• تقسیم‌بندی A/B/C حذف شد.

• هر سازمان می‌توانست بلاک متناسب با نیازش بگیرد.

• مثال: به‌جای یک کلاس B (۶۵ هزار آدرس)، بلاک /20 (۴۰۹۶ آدرس).

🔹 NAT و Private IP

• کاربران پشت رنج خصوصی مثل 192.168.x.x قرار گرفتند.

• فقط هنگام دسترسی به اینترنت ترجمه (NAT) انجام می‌شود.

• نتیجه: یک ISP با ۱۰۰۰ آدرس عمومی → توان سرویس‌دهی به ۱۰۰ هزار کاربر.

۵. تعریف Subnetting

Subnetting یعنی تقسیم یک شبکه بزرگ به چند شبکه کوچک‌تر برای:

• مدیریت بهتر

• صرفه‌جویی در آدرس‌ها

• افزایش امنیت

۶. Subnet Mask

ماسک تعیین می‌کند کدام بیت‌ها مربوط به شبکه و کدام برای هاست هستند.

مثال‌ها:

• /24 → 255.255.255.0 → ۲۵۴ هاست

• /25 → 255.255.255.128 → ۱۲۶ هاست

۷. مزایا و معایب Subnetting

✅ مزایا:

• کاهش ترافیک اضافی (Broadcast)

• صرفه‌جویی در آدرس‌ها

• کنترل امنیتی بهتر

❌ معایب:

• پیچیدگی طراحی

• بلااستفاده ماندن چند آدرس در هر Subnet

• نیاز به مستندسازی و دیاگرام

• نیاز به روتر یا سوئیچ لایه ۳

• سختی یادگیری برای تازه‌کارها

۸. مثال عملی Subnetting

شبکه‌ی 192.168.1.0/24 → ۲۵۶ آدرس (۲۵۴ قابل استفاده).

اگر تقسیم به دو Subnet کنیم:

• Subnet اول: 192.168.1.0 – 192.168.1.127 → ۱۲۶ هاست

• Subnet دوم: 192.168.1.128 – 192.168.1.255 → ۱۲۶ هاست

📌 فرمول تعداد هاست‌ها:

2n−2(n=تعدادبیت‌هایهاست)2^n - 2 \quad (n = تعداد بیت‌های هاست)2n−2(n=تعدادبیت‌هایهاست)

مثال: /26 → ۶ بیت برای هاست → 64 – 2 = ۶۲ هاست

۹. Classless Addressing و VLSM

از دهه‌ی ۹۰ به بعد:

• Classless Addressing → محدودیت کلاس‌ها حذف شد.

• VLSM (Variable Length Subnet Masking) → تقسیم دقیق‌تر متناسب با نیاز.

مثال: 192.168.1.0/24 → ۲۴ بیت برای شبکه، ۸ بیت برای هاست.

۱۰. مثال عملی با CMD

• دیدن Subnet Mask:

ipconfig

خروجی نمونه:

IPv4 Address . . . . : 192.168.1.10
Subnet Mask . . . . : 255.255.255.0
Default Gateway . . : 192.168.1.1

• پینگ Broadcast:

ping 192.168.1.255

۱۱. امروز

• بسیاری از سازمان‌ها هنوز بلاک‌های قدیمی (Legacy IP) دارند.

• این بلاک‌ها در بازار سیاه میلیون‌ها دلار خرید و فروش می‌شوند.

• IPv4 رسماً تمام شده، اما Subnetting، CIDR و NAT باعث شدند اینترنت هنوز زنده بماند.

📝 جمع‌بندی

• ابتدا آدرس‌دهی Classful (A، B، C) وجود داشت.

• Subnetting برای بهینه‌سازی معرفی شد.

• سپس CIDR و VLSM آمدند و محدودیت‌ها را برداشتند.

• NAT امکان داد میلیون‌ها کاربر با تعداد محدودی IP عمومی آنلاین بمانند.