บทที่ 6

เลขหมายไอพี

เครือข่ายอินเทอร์เน็ตที่ใช้โปรโตคอล TCP/IP จะมีการระบุโฮสต์ต่างๆ หรือตำแหน่งเครือข่ายด้วยหมายเลข IP ปัจจุบันเป็น IPv4 ซึ่งมีขนาด 32 บิต จะแบ่งออกเป็น 4 กลุ่ม (Octet) แต่ละกลุ่มมีขนาด 8 บิตด้วยเลขฐานสอง แต่เลขฐานสองจะยากต่อการจดจำ จึงใช้การแสดงผลเป็นเลขฐานสิบ และคั่นด้วยเครื่องหมายจุดทศนิยม (.) เพื่อแบ่งกลุ่ม เช่น 172.16.30.225 เป็นต้น โดยจำนวน 32 บิตของหมายเลข IP นี้ จะแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือเป็นเลขหมายเครือข่าย (NetID) และเลขหมายโฮสต์ (HostID) หรือกล่าวอีกอย่างว่า หมายเลข IP ประกอบด้วยเลขหมายเครือข่าย และ เลขหมายคอมพิวเตอร์ของแต่ละเครือข่าย ซึ่งใช้สำหรับการค้นหาเส้นทางของเครือข่ายและอุปกรณ์ที่ต่ออยู่กับเครือข่ายนั่นเอง การระบุตำแหน่งหมายเลข IP ด้วยขนาด 32 บิตนี้ ทำให้สามารถแทนตำแหน่งของอุปกรณ์เครือข่ายได้ถึง 4 พันล้านเครื่อง ( 232 4,294,967,296) และได้มีการแบ่งการใช้งานออกเป็นกลุ่มๆ เพื่อจัดสรรไปยังหน่วยงานประเภทต่างๆที่เหมาะสม ซึ่งจะแบ่งเป็นคลาส (Classful Addressing) ต่างๆ ดังนี้

IP Address คลาส A

คลาส A เป็นกลุ่มหมายเลข IP ที่นำมาใช้กับองค์กรขนาดใหญ่ ที่มีโฮสต์จำนวนมาก โดยจะใช้ตัวเลขอ๊อคเตทแรกซ้ายมือของหมายเลข IP แทนหมายเลขโครงข่าย NetID ด้วยขนาด 7 บิต สามารถแทนหมายเลขโครงข่ายได้ 126 โครงข่าย (27 - 2 ) โดยโครงข่ายแรกสุดเริ่มต้นด้วยลำดับที่ 0 และโครงข่ายสุดท้ายลำดับที่ 127 ซึ่งทั้งหมายเลขโครงข่ายแรกสุดและท้ายสุดถูกสงวนไว้ไม่ได้ใช้งาน และ3 อ๊อคเตทซึ่งมีขนาด 24 บิตจะใช้แทนหมายเลขของโฮสในแต่ละโครงข่าย ทำให้แต่ละโครงข่ายสามารถมีจำนวนโฮสต์ลูกข่ายได้ถึง 16,777,214 โฮสต์ (224 - 2) โดยลักษณะการจัดสรรหมายเลขโครงข่ายและหมายเลขโฮสต์ของแต่ละโครงข่ายมีลักษณะดังรูปที่

บิตแรกสุดของเลขหมาย IP คลาส A จะถูกกำหนดให้เป็นลอจิก 0 ไม่สามารถกำหนดเป็น 1 ได้ จึงทำให้การระบุเลขหมายของโครงข่ายจึงมีจำนวนเพียง 7 บิต เป็นผลให้เลขหมาย NetID ของโครงข่ายมีค่าสูงสุดเป็น 127 ซึ่งการแปลงบิตข้อมูลเลขฐานสองไปเป็นเลขฐานสิบดังตาราง

IP Address คลาส B

คลาส B เป็นจะใช้ 16 บิต หรือ 2 อ๊อคเต็ตแรกเป็นตัวระบุเลขหมายโครงข่าย โดย 2 บิตแรกทางซ้ายจะถูกกำหนดเป็นค่าคงที่ไว้ คือ 10 จึงเหลือจำนวน 14 บิตสำหรับกำหนดเลขหมายโครงข่าย ทำให้สามารถสร้างจำนวนโครงข่ายได้ 16,382 โครงข่าย (214 – 2) โดยเลขหมายโครงข่ายต่ำสุดเริ่มต้นที่เลขหมาย 10000000.000000000 หรือ 128.0 ส่วน 2 กลุ่มอ๊อคเต็ตหลังจำนวน 16 บิตจะใช้เป็นตัวระบุเลขหมายของโฮสต์ โดยเลขหมายสูงสุดและต่ำสุดจำนวน 2 เลขหมายจะสงวนไว้ใช้งานเฉพาะ จึงสามารถนำมาใช้ระบุตำแหน่งของโฮสต์ได้จำนวน 65,534 โฮสต์ (216 – 2) เหมาะสำหรับการสร้างเครือข่ายขององค์กรขนาดกลาง เช่นสถาบันการศึกษา มหาวิทยาลัย เป็นต้น

2 บิตแรกสุดของเลขหมาย IP คลาส B จะถูกกำหนดให้เป็นลอจิก 10 ไม่สามารถกำหนดเป็น อย่างอื่นได้ จึงทำให้การระบุเลขหมายของโครงข่ายจึงมีจำนวนเพียง 14 บิต เป็นผลให้เลขหมาย NetID ของโครงข่ายมีค่าต่ำสุดและสูงสุดของอ๊อคเต็ดแรก ดังการแปลงบิตข้อมูลเลขฐานสองไปเป็นเลขฐานสิบในตาราง

ดังนั้นหากพิจารณาหมายเลข IP หากเลขหมายอยู่ระหว่าง 128.0.0.0 ถึง 191.255.255.255จะเป็นเลขหมายที่ถูกจัดสรรให้อยู่ในเลขหมาย IP กลุ่มคลาส B

IP Address คลาส C

คลาส C จะเพิ่มเลขหมายโครงข่ายมากขึ้นโดยใช้ 3 อ๊อคเต็ดแรกจำนวน 24 บิตเพื่อระบุเลขหมายโครงข่าย โดย 3 บิตแรกจะกำหนดเป็นค่าคงที่ 110 ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ จึงเหลือ 21 บิตเพื่อระบุเลขหมายของโครงข่าย โดยเลขหมายต่ำสุดและสูงสุดถูกสงวนไว้ใช้งานเฉพาะจึงทำให้สามารถสร้างโครงข่ายได้ถึง 2,097,150 โครงข่าย (221 – 2) ส่วนกลุ่มอ๊อคเต็ดหลังจำนวน 8 บิตไว้สำหรับระบุหมายเลขของโฮสต์ในแต่ละโครงข่ายดังแสดงในรูปที่ ซึ่งแต่ละโครงข่ายจะสามารถมีโฮสต์ได้เพียง 254 โฮสต์ (28 – 2) จึงเหมาะกับองค์กรขนาดเล็ก

3 บิตแรกสุดของเลขหมาย IP คลาส C จะถูกกำหนดให้เป็นลอจิก 110 ไม่สามารถกำหนดเป็น อย่างอื่นได้ จึงทำให้การระบุเลขหมายของโครงข่ายมีจำนวนถึง 21 บิต เป็นผลให้เลขหมาย NetID ของโครงข่ายมีค่าต่ำสุดและสูงสุดของอ๊อคเต็ดแรก ดังการแปลงบิตข้อมูลเลขฐานสองไปเป็นเลขฐานสิบในตาราง

IP Address คลาส D

คลาส D จะใช้ 4 แรกกำหนดเป็นค่าคงที่ 1110 ไม่สามารถเปลี่ยนเป็นอย่างอื่นได้ แต่จะไม่มีการกำหนดเป็นเลขหมายของโครงข่าย ทุกเลขหมายจะเป็นเลขหมายของโฮสต์ทั้งหมด โดยลักษณะของการระบุเลขหมายดังในรูป

3 บิตแรกสุดของเลขหมาย IP คลาส C จะถูกกำหนดให้เป็นลอจิก 110 ไม่สามารถกำหนดเป็น อย่างอื่นได้ จึงทำให้การระบุเลขหมายของโครงข่ายมีจำนวนถึง 21 บิต เป็นผลให้เลขหมาย NetID ของโครงข่ายมีค่าต่ำสุดและสูงสุดของอ๊อคเต็ดแรก ดังการแปลงบิตข้อมูลเลขฐานสองไปเป็นเลขฐานสิบในตาราง

IP Address คลาส E

คลาส E จะใช้ 4 แรกกำหนดเป็นค่าคงที่ 1111 ไม่สามารถเปลี่ยนเป็นอย่างอื่นได้ แต่ปัจจุบันไม่ได้มีการกำหนดให้ใช้งาน แต่ถูกสงวนไว้สำหรับการใช้งานในอนาคต การระบุเลขหมายดังในรูป

แต่ละคลาสจะมีความแตกต่างข้อดีข้อเสีย โดยคลาส A จะมีจำนวนโครงข่ายน้อยเพียง 126 โครงข่าย แต่ภายในแต่ละโครงข่ายจะมีโฮสต์จำนวนมากถึง 16,777,214 โฮสต์ คลาส B มีจำนวนโครงข่ายปานกลางจำนวน 16,382 โครงข่าย แต่ละโครงข่ายก็มีจำนวนปานกลางจำนวน 65,534 โฮสต์ ส่วนคลาส C มีโครงข่ายจำนวนมากถึง 2,097,150 โครงข่าย แตละโครงข่ายมีโฮสต์จำนวนน้อยเพียง 254 โฮสต์ ดังนั้นการกำหนดให้แต่ละองค์กรใช้เลขหมาย IP แบบใด ผู้ดูแลระบบต้องออกแบบให้เหมาะสม

ดังนั้นจากการที่เลขหมาย IP มีการแยกกันระหว่างส่วนของเลขหมายเครือข่าย และเลขหมายของโฮสต์ ทำให้อุปกรณ์เราเตอร์ทำงานได้ง่ายขึ้นโดยไม่ต้องพิจารณาเลขหมาย IP ทั้ง 32 บิต หากต้องการส่งไปยังเครือข่ายใด ก็เพียงพิจารณาในส่วนที่เป็นเลขหมายเครือข่าย แล้วหาเส้นทางส่งต่อไปยังเลขหมายเครือข่ายปลายทาง เมื่อข้อมูลไปถึงเลขหมายเครือข่ายแล้วจึงพิจารณาค้นตำแหน่งเลขหมายของโฮส์ต่อไป ซึ่งเมื่อถึงเครือข่ายแล้ว ยังสามารถใช้ตำแหน่งฟิสิคัล สำหรับการค้นหาตำแหน่งโฮสต์ได้อีกด้วย

การแบ่งเครือข่ายย่อยซับเน็ตมาร์ค

การแบ่งเครือข่ายย่อยซับเน็ตมาร์ค (Subnet Mask) เป็นการแบ่งกลุ่มจำนวนของคอมพิวเตอร์หรือโฮสต์ในแต่ละโครงข่าย หรือจำนวนคอมพิวเตอร์ในวงแลนเดียวกันนั้นเอง ซึ่งจะทำให้สะดวกต่อการบริหารจัดการต่อจำนวนเครื่องคอมพิวเตอร์ที่จะเข้ามาใช้บริการของเครือข่าย ซึ่งหากในระบบเครือข่ายของมหาวิทยาลัยมีการเลือกใช้เลขหมาย IP คลาส B เช่น 172.16.0.0 ที่เลขหมายเครือข่ายนี้จะสามารถมีเครื่องคอมพิวเตอร์เป็นลูกข่ายได้ถึง 65,534 เครื่องโดยอยู่ระดับเดียวกัน หรือวงเดียวกัน จะทำให้เกิดปัญหาไม่สามารถแบ่งโซนหรือแยกพื้นที่การใช้งานได้ เมื่อมีเครื่องคอมพิวเตอร์เข้าใช้งานเครือข่ายจะไม่สามารถระบุสถานที่ หรือเมื่อเกิดข้อผิดพลาดของเครือข่ายก็ทำให้ยากต่อการตรวจค้นหาสิ่งผิดพลาด ดังนั้นเมื่อมีการทำซับเน็ตมาร์ค จะทำให้สามารถแบ่งกลุ่มและจำนวนของคอมพิวเตอร์ในแต่ละกลุ่มได้ ทำให้ง่ายต่อการบริหารจัดการใช้งานของแต่ละกลุ่ม สามารถรู้ถึงตำแหน่งการเข้าถึงเครือข่ายของผู้ใช้งานแต่ละคนได้ว่ามาจากพื้นที่ใด

ซับเน็ตมาร์คมีขนาด 32 บิตเท่ากันกับจำนวนบิตของเลขหมาย IP ซึ่งแบ่งออกเป็น 4 อ๊อคเต็ดเช่นเดียวกัน มีประโยชน์สำหรับการจัดแบ่งกลุ่มโฮส์ออกเป็นกลุ่มย่อยๆ

การคำนวณหาเลขหมายเครือข่ายและโฮสต์

การคำนวณหาเลขหมายเครือข่ายและเลขหมายโฮสต์ เพื่อให้ทราบถึงเลขหมายของเครือข่าย และเลขหมายโฮสต์ ให้แยกออกจากกันจากจากเลขหมายไอพี ซึ่งทำให้รู้ได้ว่าเลขหมายไอพีนั้นอยู่ในเครือข่ายใด และมีเลขหมายไอพีของโฮสต์ใดอยู่ในเครือข่ายเดียวกันบ้าง เช่นหากคอมพิวเตอร์ของเราได้ถูกกำหนดให้มีเลขหมายไอพีเป็น 172.16.30.241 และซับเน็ตมาร์ค เป็น 255.255.255.0 ดังในรูป

จากรูปสามารถคำนวณหาเลขหมายเครือข่ายได้โดยนำเลขหมายไอพีและค่าซับเน็ตมาร์คมาคำนวณแบบลอจิกในลักษณะแอนด์เกตผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นเลขหมายเครือข่าย 172.16.30.0 เป็นเลขหมายเครือข่าย และในเลขหมายเครือข่ายนี้จะมีโฮสต์ที่ต่อร่วมในวงเดียวกันจำนวน 254เครื่อง โดยจะมีเลขหมายไอพีร่วมเครือข่ายเดียวกันตั้งแต่เลขหมาย 172.16.30.1 – 172.16.30.254 โดย 172.16.30.0 สงวนไว้เป็นเลขหมายเครือข่าย และ 172.16.30.255 สงวนไว้สำหรับงานบรอร์ดคาสก์

ส่วนการคำนวณหาเลขหมายโฮสต์ จะใช้ค่าคอมพลีเมนต์ของค่าซับเน็ตมาร์ค มาคำนวณแบบลอจิกแอนด์กับเลขหมายไอพี ก็จะได้เป็นเลขหมายโฮสต์เป็น 0.0.0.241 ดังในรูป

ดังนั้นจึงทำให้ทราบว่าเลขหมายไอพี 172.16.30.241 อยู่ในเครือข่ายเลขหมาย 172.16.30.0 และมีลำดับเลขหมายโฮสต์เป็น 0.0.0.241 ซึ่งอยู่ในช่วงของกลุ่มตั้งแต่ 0.0.0.0 – 0.0.0.255 และเมื่อนำเลขหมายเครือข่าย 172.16.30.0 และเลขหมายโฮสต์ 0.0.0.241 มารวมกันในรูปแบบออร์เกตก็จะได้เป็นเลขหมายไอพีเป็น 172.16.30.241 ดังรูป

การแบ่งเครือข่ายย่อย

การแบ่งเครือข่ายย่อย (Subnetting) เป็นจัดสรรหมายเลขไอพีของโฮสต์หรือคอมพิวเตอร์ต่างๆในเครือข่าย ด้วยการแบ่งกลุ่มโฮสต์ออกเป็นกลุ่มๆ ที่เรียกว่าซับเน็ต (Subnet) เพื่อการบริหารจัดการเครือข่ายเครื่องคอมพิวเตอร์ของแต่ละแผนกหรือขององค์กรให้มีสะดวกปลอดภัยและเหมาะสามารถทำได้ด้วยการใช้ซับเน็ตมาร์ค โดยปกติเลขหมายไอพีในแต่ละคลาสนั้นจะมีค่าซับเน็ตมาร์คที่เป็นค่าดีฟอลต์ (Default) อยู่แล้ว หากไม่มีการกำหนดซับเน็ตมาร์ค ก็จะถูกกำหนดให้เป็นค่าดีฟอลต์ซับเน็ตมาร์คปกติของแต่ละคลาสโดยอัตโนมัติ ดังแสดงในตาราง

จากตารางหากแต่ละคลาส ใช้ค่าดีฟอลต์ซับเน็ตมาร์ค จะทำให้ในแต่ละเครือข่ายมีจำนวนเครือข่ายและจำนวนโฮสต์สูงสุดของแต่ละคลาส เช่นคลาส B จะสามารถมีเครือข่าย 65,534 เครือข่ายและมีโฮสต์ในเครือข่ายเดียวกันถึง 65,534 เครื่อง แต่หากนำค่าดีฟอลต์ของคลาส C มาใช้กับคลาส B จะทำให้ แต่ละเลขหมายเครือข่ายของคลาส B แบ่งเป็นเครือข่ายย่อยได้ 254 ซับเน็ต แต่ละซับเน็ตมีจำนวนเลขหมายโฮสต์ 254 เลขหมาย ดังแสดงในตาราง

การหาเลขหมายเครือข่าย

การหาเลขหมายเครือข่าย หรือ Net ID สามารถนำเลขหมาย IP มาลอจิกแอนด์ (AND) กับ Subnet mask

ดังนั้นจึงสามารถใช้ซับเน็ตมาร์ค มาแบ่งกลุ่มย่อยของคอมพิวเตอร์ให้เป็นกลุ่มขนาดเล็กลงได้ เช่นจากเลขหมายเครือข่าย 172.16.0.0 ต้องการแบ่งออกเป็น 256 กลุ่มย่อย สามารถทำได้โดยการกำหนดซับเน็ตมาร์คเป็น 255.255.255.0 นั่นคือจะทำให้มีเลขหมายเครือข่ายเป็นกลุ่มย่อยตั้งแต่เลขหมาย 172.16.0.0 – 172.16.255.0 โดยแต่ละกลุ่มมีโฮสต์อยู่ในวงเดียวกันจำนวน 254 เครื่อง โดยทุกๆเลขหมายไอพีของอ๊อคเต็ดท้ายสุดที่ลงท้ายด้วย 0 ( x.x.x.0) จะถูกกำหนดให้เป็นเลขหมายเครือข่าย และทุกๆเลขหมายไอพีของอ๊อคเต็ดท้ายสุดที่ลงท้ายด้วย 255 ( x.x.x.255) จะถูกกำหนดให้เป็นการกระจายข้อมูลบรอดคาสก์ ไม่สามารถนำมาใช้เป็นเลขหมายไอพีให้แก่โฮสต์ได้

การจัดสรรกลุ่มย่อยเลขหมายไอพี

จากการจัดแบ่งเครือข่ายย่อยด้วยการใช้ค่าดีฟอลต์ซับเน็ตมาร์ค มีการเพิ่มหรือลดจำนวนโฮสต์คราวละ 8 บิตทำให้มีหมายเลขไอพีของแต่ละกลุ่มกว้างเกินไปยากต่อการบริหารกลุ่มย่อยของไอพี เห็นได้ว่าจำนวนโฮสต์ของแต่ละกลุ่มย่อย อย่างน้อยมีจำนวน 254 เลขหมาย แต่สำหรับกรณีบางหน่วยงานที่ไม่ใหญ่มากนัก ต้องการสร้างกลุ่มย่อยที่มีจำนวนโฮสต์เพียงแค่ 10 เครื่องหรือ10 เลขหมายเท่านั้น ซึ่งจะทำให้มีเลขหมายเหลืออยู่เป็นจำนวนมากโดยที่ไม่ได้ใช้งาน ทำให้การจัดแบ่งกลุ่มย่อยของแต่ละเครือข่ายไม่ยืดหยุ่นจำนวนเลขหมาย ดังนั้นจึงมีวิธีการจัดสรรเลขหมายไอพีให้เหมาะสมกับแต่ละเครือข่ายย่อยได้โดยการจัดสรรแบบ CIDR (Classless InterDomain Rounting) ซึ่งจะเป็นการแบ่งกลุ่มของเลขหมายไอพีออกเป็นกลุ่มย่อยๆ โดยไม่ใช้ค่าดีฟอลต์ซับเน็ตมาร์ค เพื่อ การจัดกลุ่มของโฮสต์ตามจำนวนที่ต้องการและการบริหารจัดการความปลอดภัยของข้อมูลให้เหมาะสมด้วยการปรับค่าซับเน็ตมาร์คให้เหมาะสมแตกต่างจากค่าดีฟอลต์ซับเน็ตมาร์ค ซึ่งการออกแบบจะใช้วิธีการเพิ่มสัญลักษณ์ / (Slash) ตามหลังเลขหมายไอพี เช่น 172.16.10/16 หรือ 172.16.10.0/24 เป็นต้น ซึ่งจะต้องนำตัวเลขนี้ไปคำนวณหาค่าซับเน็ตมาร์คและการจัดกลุ่มของเลขหมายไอพีของแต่ละกลุ่มย่อยต่อไป โดยตัวเลขที่ตามหลังเลขหมายไอพี คือจำนวนบิตของลอจิก 1 เรียงจากซ้าย ของซับเน็ตมาร์คในรูปแบบเลขฐานสอง ซึ่งจำนวนบิต 1 แทนจำนวนเครือข่ายย่อยของแต่ละคลาส ส่วนบิต 0 แทนจำนวนของเลขหมายในเครือข่าย เช่น /27 หมายถึงลอจิก 1 จำนวน 27 ตัว ดังนี้ “11111111.11111111.11111111.11100000” ซึ่งหากได้รับการจัดสรรเลขหมายไอพีมาในรูปแบบดังกล่าวผู้ดูแลระบบจะต้องไปคำนวณหาเลขหมายเครือข่าย จำนวนโฮสต์ในเครือข่ายและคำนวณหาค่าซับเน็ตมาร์คเพื่อนำไปกำหนดค่าสำหรับเครือข่าย เช่นหากได้รับกำหนดเลขหมายไอพี 172.16.10.0/27 ซึ่งหมายถึงเลขหมายเครือข่าย 172.16.10.0 ยังสามารถสร้างเครือข่ายย่อยได้อีก โดยสามารถคำนวณหาเลขหมายเครือข่ายย่อยและจำนวนโฮส์และ ค่าซับเน็ตมาร์ค ดังนี้

ดังนั้นจากตัวอย่างจำนวนเครือข่ายย่อยของเลขหมาย 172.16.10.0 มีค่าเป็น 23 (8 ซับเน็ต) และแต่ละซับเน็ตจะมีเลขหมายสำหรับโฮสต์จำนวน 30 เลขหมาย แต่ละเครือข่ายย่อยจะมีช่วงเลขหมายไอพี เลขหมายเครือข่ายและเลขหมายสำหรับบรอดคาสก์ ดังแสดงในตาราง

โดยหากมีการแบ่งเลขหมาย 172.16.10.0 ออกเป็น 8 กลุ่มย่อย แต่ละกลุ่มย่อยมีเลขหมายสำหรับโฮสต์จำนวน 30 เครื่อง จะต้องคำนวณหาค่าซับเน็ตมาร์ค โดยนำจำนวนบิตที่ระบุเป็น /27 หมายถึง (11111111.11111111.1111111.11100000) มาค่าประจำตำแหน่งของลอจิก 1 แล้วคำนวณหาผลรวมในแต่ละอ๊อคเต็ดก็จะได้ค่าซับเน็ตมาร์ค 255.255.255.223 ดังแสดงในตาราง

หากนำค่าดีฟอลต์ซับเน็ตมาร์คของเลขหมายไอพีแต่ละคลาสมาเขียนในรูปแบบของ CIDR จะได้ลักษณะดังตาราง

ตัวอย่างเช่นเลขหมายไอพี 216.3.128.12 เลขหมายไอพีคลาส C หากใช้ค่าซับเน็ตมาร์คเป็น 255.255.255.0 ซึ่งเป็นค่าดีฟอลต์ซับเน็ตมาร์ค จะเป็นกลุ่มเลขหมายไอพีจำนวน 256 เลขหมายเป็นกลุ่มเดียวกันที่มีเลขหมายเครือข่ายเป็น 216.3.128.0 แต่หากต้องการจัดสรรเป็นกลุ่มย่อยใหม่เป็น 16 กลุ่มย่อยแต่ละกลุ่มมีเลขหมายไม่เกิน 16 เลขหมายจะต้องกำหนดคำนวณหาค่าซับเน็ตมาร์ค และหาเลขหมายเครือข่ายและเลขหมายบรอดคาสก์ของแต่ละเครือข่าย ซึ่งสามารถใช้หลักการคำนวณหาดังนี้

จำนวนเครือข่ายย่อยของคลาส C = 256 / 16 = 16 เลขหมายไอพี ดังนั้นจึงหาค่าจำนวนบิต 0 ที่จะแทนจำนวนเลขหมายไอพีในแต่ละเครือข่าย คือ 16 = 2n จึงได้ n = 4 , m = 4 ซึ่งสามารถนำไปแทนใน CIDR ของซับเน็ตมาร์คได้เป็น /28 ได้ดังรูป

การเพิ่มค่าบิต 1 ใน CIDR จะเป็นการเพิ่มจำนวนเครือข่ายย่อยหรือจำนวนซับเน็ต แต่จะลดจำนวนเลขหมายในเครือข่ายลง โดยจำนวนซับเน็ตและจำนวนเลขหมายในเครือข่ายสรุปได้ดังตาราง

เลขหมายไอพีภายใน

เลขหมายไอพีที่กล่าวถึงที่ผ่านมาจะเป็นเลขหมายไอพีสาธารณะ (Public IP Address)ที่ใช้สำหรับเครือข่ายระดับสากลหรือเครือข่ายอินเตอร์เน็ต ซึ่งเลขหมายไอพีดังกล่าแต่ละเลขหมายจะใช้งานซ้ำกันไม่ได้และการมีหมายเลขไอพีจะต้องมีการขออนุญาตและมีค่าใช้จ่ายสำหรับแต่ละเลขหมายไอพี ปัจจุบันแต่ละองค์กรมีโฮสต์หรือคอมพิวเตอร์เพิ่มขึ้นเป็นเครือข่ายย่อยๆจำนวนมากจึงทำให้เลขหมายไอพีอาจจะไม่เพียงพอ จึงมีการคิดค้นการใช้งานเลขหมายไอพีภายในหรือไอพีส่วนตัว เรียกว่าไปรเวตไอพี (Private IP) สำหรับให้แต่ละองค์กร สามารถนำเลขหมายไอพีนี้ไปใช้บริหารจัดการเครือข่ายในรูปแบบของไอพีของแต่ละองค์กร ซึ่งเป็นเลขหมายไอพีภายในเฉพาะเครือข่ายนั้นๆ ไม่สามารถนำไปอ้างการมีตัวตนกับเครือข่ายสากลได้ หรือไม่สามารถนำไปใปใช้เป็นเลขหมายของโฮสต์หรือเซิฟเวอร์บนเครือข่ายอินเตอร์เน็ตโดยตรงได้ เนื่องจากเร้าเตอร์ทุกตัวจะทำหน้าที่กรองข้อมูลไม่ให้เฟรมข้อมูลที่เป็นเลขหมายไอพีภายในออกไปสู่เครือข่ายสากล ทั้งนี้แต่ละองค์กรสามารถนำไอพีกลุ่มนี้ไปใช้กำหนดเลขหมายไอพีให้แก่โฮสต์ภายในเครือข่ายของตนเองได้โดยไม่ต้องขออนุญาตใดๆ และแต่ละหน่วยงานสามารถใช้เลขหมายไอพีภายในซ้ำกันได้ เพราะถือว่าอยู่กันคนละเครือข่าย โดยแต่ละคลาสมีการสงวนเลขหมายไปรเวตไอพี ไว้ดังตาราง

ดังนั้นหากเลขหมายไอพีของโฮสต์หรือคอมพิวเตอร์ของเรามีเลขหมายอยู่ระหว่างเลขหมายในตารางแสดงว่าเป็นเลขหมายไอพีสำหรับการใช้งานภายในขององค์กรนั้นๆ หรือจากผู้ให้บริการอินเตอร์เน็ตกำหนดมาให้นั่นเอง ดังลักษณะตัวอย่างในรูป

การแปลงตำแหน่งเลขหมาย

ปกติทั่วไปหน่วยงานหรือองค์กรต่างจะมีการออกแบบระบบเครือข่ายแลน ภายในหน่วยงานของตนเอง ซึ่งจะมีการแบ่งกลุ่มออกเป็นเครือข่ายย่อยๆ เป็นแผนก สาขาหรือคณะ เป็นต้น แต่ละเครื่องที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายนั้นมักจะถูกกำหนดตำแหน่งดัวยเลขหมายไอพี ซึ่งเป็นเลขหมายภายในหรือไปรเวตไอพี ไม่สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายอินเตอร์เน็ตโดยตรง ดังนั้นเพื่อให้คอมพิวเตอร์ในเครือข่ายสามารถเชื่อมต่อกับอินเตอร์เน็ตภายนอกได้ จึงต้องมีกระบวนการแปลงตำแหน่งเลขหมาย (Network Address Translation) หรือเรียกว่า NAT ซึ่งถูกคิดค้นขึ้นตั้งแต่ คศ. 1994 ซึ่งทำหน้าที่แปลงเลขหมายไอพีไปรเวตเฟรมข้อมูลของเครื่องลูกข่ายให้เป็นเลขหมายไอพีสาธารณะหรือไอพีแท้ เพื่อใช้สำหรับการติดต่อออกไปยังเครือข่ายอินเตอร์ชั่วคราว เมื่อเสร็จสิ้นก็จะคืนกลับมา เพื่อแบ่งให้เครื่องอื่นๆได้ใช้งานต่อไปได้ มีเป็นลักษณะการแปลง (Mapping) ไปรเวตไอพี ให้เป็นไอพีแท้ เพื่อให้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีเลขหมายไปรเวตไอพีสามารถเชื่อมต่อกับอินเตอร์เน็ตได้นั่นเอง ดังลักษณะในรูป

จากเครือข่ายในรูป เห็นได้ว่ามีเลขหมายไอพีอยู่ 2 ประเภท คือกลุ่มเลขหมาย 192.168.10.0 ซึ่งเป็นไปรเวตไอพีของคลาส C และเลขหมาย 203.147.5.3 เป็นเลขหมายไอพีสารธาณะ โดยคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะถูกกำหนดเลขหมายเครือข่ายเป็น 192.168.1.0 ซึ่งจะไม่สามารถเชื่อมต่อกับอินเตอร์เน็ตได้โดยตรง จึงต้องมีอุปกรณ์ NAT ทำหน้าที่แปลงเฟรมข้อมูลของเครื่องในเครือข่ายให้เป็นเลขหมายไอพีสาธารณะ (203.147.5.3) เพื่อใช้สำหรับการติดต่อออกไปยังอินเตอร์เน็ต ซึ่งเป็นการเริ่มต้นติดต่อจากเครื่องภายเครือข่ายไปยังเซิฟเวอร์หรือโฮสต์ภายนอก ได้ เช่นเมื่อเครื่องเลขหมายไอพี 192.168.10.1 ต้องการติดต่อกับระบบอินเตอร์เน็ตภายนอก เฟรมข้อมูลของเลขหมายไอพีดังกล่าวจะถูกอุปกรณ์ NAT แปลงให้เป็นเลขหมาย 203.147.5.3 เพื่อใช้สำหรับเป็นเลขหมายไอพีต้นทาง ออกไปยังโฮสต์ปลายทาง และใช้สำหรับปลายทางให้เซิฟเวอร์หรือโฮสต์ต้นทางส่งข้อมูลกลับมาได้ถูกต้องต่อไป นอกจากนี้อุปกรณ์ NAT สามารถซ่อนเลขหมายไอพีภายในไว้ ป้องกันการบุกรุกจากเครือข่ายภายนอก ไม่สามารถมองเห็นเครื่องลูกข่ายที่อยู่ภายใต้เครือข่ายของอุปกรณ์ NAT ได้ ซึ่งประเภทของ NAT แบ่งได้ดังนี้

แบบสเตติก

สเตติก NAT (Static NAT) เป็นการแปลงเลขหมายไอพีไปรเวตไปเป็นเลขหมายไอพีสาธารณะแบบตายตัว โดยที่ใช้เลขหมายไอพีสาธารณะเดิมตลอดไม่เปลี่ยนแปลง สำหรับในกรณีที่มีเลขหมายไอพีสาธารณะจำนวนน้อย หรือมีการกำหนดให้ใช้เลขหมายไอพีสาธารณะแบบคงที่ ซึ่งทุกครั้งที่เครือลูกข่ายต้องการเชื่อมต่อกับอินเตอร์เน็ตภายนอกจะต้องส่งเฟรมข้อมูลมาให้อุปกรณ์ NAT แปลงเลขหมายไอพีภายในเป็นเลขหมายไอพีสาธารณะก่อนเสมอดังลักษณะในรูป

จากรูป เครื่องคอมพิวเตอร์ของเครือข่ายภายในจะถูกกำหนดเลขหมายเป็นไปรเวตไอพี ซึ่งแต่ละเลขหมายสามารถใช้เป็นตำแหน่งสำหรับการสื่อสารส่งข้อมูลระหว่างกันด้วยโปรโตคอล IP/TCP ภายในเครือข่ายได้ แต่หากต้องการท่องเวปไซต์ หรือใช้งานอินเตอร์เน็ตซึ่งเป็นเครือข่ายสาธารณะภายนอก จะต้องมาใช้บริการผ่านอุปกรณ์ NAT เพื่อเปลี่ยนหรือแปลงเลขหมายเป็นไอพีสาธารณะสำหรับการติดต่อสื่อสารข้อมูลกับโฮสหรือเซิฟเวอร์บนเครือข่ายอินเตอร์เน็ต เช่น คอมพิวเตอร์เครือข่ายภายในเลขหมายไอพี 192.168.1.3 ต้องการท่องเวปไซต์ www.google.com ซึ่งมีเลขหมายไอพีเป็น 216.58.216.238 เป็นตำแหน่งโฮสต์ของเวปไซต์ เมื่อเครื่องเลขหมายไอพี 192.168.1.3 ร้องขอข้อมูลการเปิดเวปไซต์ดังกล่าวเฟรมข้อมูลก็จะถูกส่งไปยังโฮสต์เลขหมาย ไอพี192.168.1.1 เพื่อเข้ากระบวนการ NAT แปลงเลขหมายไอพีเป็น 203.147.5.3 เพื่อส่งต่อการร้องขอข้อมูลไปยังโฮสต์เวปต์ไซต์ และโฮสต์ของเวปไซต์จะใช้เลขหมายไอพี 203.147.5.3 เป็นเลขหมายไอพีปลายทางเพื่อส่งเฟรมข้อมูลกลับมา จากนั้นข้อมูลจะถูกส่งต่อให้แก่คอมพิวเตอร์เลขหมายไอพี 192.168.1.3 ต่อไป ซึ่งทุกๆครั้งและทุกเครื่องในเครือข่าย หากมีการติดต่อกับอินเตอร์เน็ต เฟรมข้อมูลจะต้องแปลงเป็นเลขหมายไอพีเลข 203.147.5.3 ดังแสดงในรูป

แบบไดนามิค

ไดนามิค NAT (Dynamic NAT) มีลักษณะการแปลงเลขหมายไปรเวตไอพีเป็นเลขหมายไอพีสาธารณะแบบไม่กำหนดตายตัวว่าต้องเป็นเลขหมายไอพีสาธารณะเลขหมายเดิม ซึ่งใช้กับกรณีมีเลขหมายไอพีสาธารณะหลายๆเลขหมายเพื่อรองรับเครื่องลูกข่ายจำนวนมากๆ ดังนั้นเมื่อมีเลขหมายไอพีสาธารณหลายเลขหมาย จึงขึ้นกับว่าช่วงจังหวะว่าเลขหมายใดว่าง เฟรมข้อมูลก็จะถูกแปลงเป็นเลขหมายไอพีสาธารณะนั้นๆ ดังลักษณะในรูปที่ ซึ่งแต่ละเฟรมข้อมูลของเครื่องในเครือข่ายจะได้รับเลขหมายไอพีสาธารณะไม่ซ้ำเลขหมายเดิม ซึ่งทุกเลขหมายก็สามารถใช้เป็นตำแหน่งไอพีสาธารณะที่ใช้ดูแลเครื่องภายในเครือข่าย

จากรูป หากระบบกำหนดแบบ ไดนามิค NAT ซึ่งมีเลขหมายไอพีสาธารณะจำนวน 4เลขหมายคือ 203.147.5.1 – 203.147.5.4 เมื่อเครื่องลูกข่ายเลขหมายไอพี 192.168.1.2 ต้องการติดต่อกับโฮตส์ภายนอก หรืออินเตอร์เน็ต แต่ละเฟรมข้อมูลจะถูกกำหนดให้สามารถนำเลขหมายไอพีสาธารณะทั้ง 4 เลขหมายดังกล่าวมาแปลงแทนเลขหมาย 192.168.1.2 เป็น 203.147.5.1 หรือ 203.147.5.2 หรือ 203.147.5.3 หรือ 203.147.5.4 ขึ้นกับว่าเลขหมายใดว่าง เพื่อใช้เป็นตำแหน่งเลขหมายสำหรับเป็นต้นทางสำหรับการร้องขอ และเป็นปลายสำหรับการรับข้อมูลจากการติดต่อกับโฮสต์บนเครือข่ายอินเตอร์เน็ต

ปัจจุบันการใช้เทคโนโลยีการแปลงเลขหมายไอพี หรือ NAT ได้รับความนิยมมากขึ้น เนื่องจากหลายๆ องค์กรหรือหน่วยงานต่าง มีเครื่องคอมพิวเตอร์เป็นเครือข่ายเพิ่มมากขึ้น ดังนั้นหากจะใช้ให้ทุกเครื่องในเครือข่ายมีการกำหนดเป็นเลขหมายไอพีสาธารณะทั้งหมดย่อมไม่สามรถทำได้ เนื่องจากเป็นการสิ้นเปลืองงบประมาณและความไม่ปลอดภัยต่อการโจมตีและโจรกรรมข้อมูลเนื่องจากเป็นการเชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่ายภายนอก ดังนั้นจึงมีการออกแบบกำหนดให้คอมพิวเตอร์ในเครือข่ายใช้เลขหมายไอพีภายใน และนำกระบวนการแปลงเลขหมายไอพี มาใช้บริหารจัดการให้สามารถเชื่อมต่อเครือข่ายภายนอกหรืออินเตอร์ได้ด้วยกระบวนการ NAT และสำหรับหน่วยงานที่ให้บริการอินเตอร์เน็ตตามบ้านเรือนปัจจุบันได้เปลี่ยนมาใช้เทคโนโลยี ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) ที่มีการเชื่อมต่อเครือข่ายอินเตอร์เน็ตด้วยความเร็วสูงตลอดเวลา ซึ่งต้องใช้เลขหมายไอพี จำนวนมาก ดังนั้นจึงใช้เลขหมายไอพีภายในมาจัดสรรและใช้กระบวนการ NAT เพื่อให้บริการอินเตอร์เน็ตและ โมเด็ม ADSL ก็มีฟังก์ชั่นสำหรับการสร้างและบริหารเครือข่ายย่อยๆ และกระบวนการ NAT เพื่อดูแลเครื่องลูกข่ายภายในบ้านเรือนอีกด้วย