Kategorie:IPv4/Subnetting: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 29. Mai 2020, 11:47 Uhr

Die Aufteilung eines zusammenhängenden Adressraums von IP-Adressen in mehrere kleinere Adressräume nennt man Subnetting.

Als Subnetz wird ein Teilnetz eines Netzwerkes beim Internetprotokoll (IP) bezeichnet.
Es fasst mehrere aufeinanderfolgende IP-Adressen mittels einer Subnetzmaske bei IPv4 bzw. Präfixlänge bei IPv6 an binären Grenzen unter einem gemeinsamen Vorderteil, dem Präfix, zusammen.

Vorgehen bei der Sub-Netz-Berechnung

Vorhandene Subnetzmaske in Bit-Form umwandeln
Bei Ermittlung der Netzwerkadresse IP-Adresse und Subnetzmaske mithilfe der &-Operation berechnen
Größtmögliche 2-er Potenz berechnen, wenn Anzahl Subnetze oder Hosts gefragt wird
2-er Potenz in Bit-Form umwandeln
- Bei Subnetzen: Die Bits an die Subnetzmaske dranhängen
- Bei Hosts: Nullen übriglassen wie die Bits es vorgeben
Neue Subnetzmaske in Dezimalform umwandeln

Herausfinden der IP-Bereiche (Ranges)

Erste Adresse im Subnetz ist die Netzadresse.
Letzte Adresse ist als Broadcast-Adresse definiert.
Die Host-IP-Adressen gehen von Netzadresse + 1 bis Broadcast – 1.
Diese Adressen können nicht für Host-Computer verwendet werden.

Beispiele

Gegeben: IP-Adresse 172.30.1.17 mit Subnetzmaske: 255.255.248.0

Schritt

Beschreibung

1.

Subnetzmaske als Bitmaske darstellen ( 2⁷ | 2⁶ | 2⁵ | 2⁴ | 2³ | 2² | 2¹ | 2⁰ )
255.255.248.0 = 11111111.11111111.11111 000.00000000
Entscheidend ist die letzte (rechte) gesetzte Eins
Bei der Netzmaske 255.255.248.0 steht die letzte 1 bei der 8 ( 2³ ) ( 128 | 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 )

2.

Subnetz	Netzadresse
Netz 1	172.30.0.0 – 172.30.7.255
Netz 2	172.30.8.0 – 172.30.15.255
Netz 3	172.30.16.0 – 172.30.23.255
Netz 32	172.30.248.0 – 172.30.255.255

Die IP-Adresse 172.30.1.17 ist im Netz 1 mit der Range 172.30.0.0 – 172.30.7.255.
Anzahl der Nullen der Subnetzmaske = Anzahl der Host-IP-Adressen
11 Nullen = 2048 (2¹¹) - 2 = 2046 Host-Adressen

Gegeben: IP-Adresse 192.168.9.123 mit Subnetzmaske 255.255.252.0

Schritt

Beschreibung

1.

Subnetzmaske = Bitmaske
255.255.248.0 = 11111111.11111111.111111 00.00000000
Bei der Netzmaske 255.255.252.0 steht die letzte 1 bei der 4 ( 2² ).( 128 | 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 )

2.

Subnetz	Netzadresse
Netz 1	192.168.0.0 – 192.168.3.255
Netz 2	192.168.4.0 – 192.168.7.255
Netz 64	192.168.252.0 – 192.168.255.255

Die IP-Adresse befindet sich im Netz 3 mit der IP-Range 192.168.8.0 – 192.168.11.255
Anzahl der Nullen der Subnetzmaske = Anzahl der Host-IP-Adressen
10 Nullen = 1024 (2¹⁰) - 2 = 1022 Host-Adressen

Teilnetze mit einer bestimmten Anzahl von Host-IP-Adressen

Gegeben: Netz 192.168.1.0 mit Subnetzmaske 255.255.255.0
Aufgabe: Netz aufteilen in Subnetzen mit mind. 13 Arbeitsplätzen

Schritt

Beschreibung

1.

2er-Potenz berechnen, die mindestens 13 + 2 = 15 ergibt
2³ = 8 (nicht ausreichend)
2⁴ = 16 (ausreichende Anzahl an Adressen)

2.

Die letzten 4 Bits der Subnetzmaske werden auf Null gesetzt, der Rest auf Eins
11111111.11111111.11111111.00000000 -> 11111111.11111111.11111111.1111 0000
Dezimal: 255.255.255.0 -> 255.255.255.240

3.

IP-Ranges herausfinden.
Letzte gesetzte 1 in der Subnetzmaske betrachten.

Subnetz	Netzadressen
Netz 1	192.168.1.0 – 192.168.1.15
Netz 2	192.168.1.16 – 192.168.1.31
Netz 3	192.168.1.32 – 192.168.1.47

Teilnetze mit einer bestimmten Anzahl von Subnetzen

Gegeben: Netz 172.28.0.0 mit Subnetzmaske 255.255.255.0
Aufgabe: Netz soll in 6 Subnetze aufgeteilt werden

Schritt

Beschreibung

1.

2er-Potenz suchen, die mindestens 6 ergibt
2² = 4
2³ = 8

2.

3 Bits (ganz links) auf 1 setzen.
11111111.11111111.11111111.00000000 -> 11111111.11111111.11111111.111 00000
Dezimal: 255.255.255.0 -> 255.255.255.224

3.

IP-Ranges herausfinden.
Letzte gesetzte 1 in der Subnetzmaske betrachten.

Subnetz	Netzadressen
Netz 1	172.28.0.0 – 192.168.0.31
Netz 2	192.168.0.32 – 192.168.0.63

CIDR-Notation

Classless Inter-Domain Routing
Beschreibt ein Verfahren zur effizienteren Nutzung des bestehenden 32-Bit-IP-Adress-Raumes für IPv4.
1993 eingeführt (RFC 1518, RFC 1519, RFC 4632), um die Größe von Routingtabellen zu reduzieren und um die verfügbaren Adressbereiche besser auszunutzen.
Mit CIDR entfällt die feste Zuordnung einer IPv4-Adresse zu einer Netzklasse.
Die Präfixlänge ist mit CIDR frei wählbar und muss deshalb beim Aufschreiben eines IP-Subnetzes mit angegeben werden.
Dazu verwendet man häufig eine Netzmaske.
Bei CIDR führte man als neue Notation so genannte Suffixe (z.B. /24) ein.
Das Suffix gibt die Anzahl der 1-Bits in der Netzmaske an.

bei IPv4
in Dotted-Decimal-Notation	in CIDR-Notation
172.17.0.0/255.255.128.0	172.17.0.0/17

Es ist üblich, IP-Subnetze mit der Netzwerk-Adresse und dem CIDR-Suffix aufzuschreiben; hier 172.17.0.0/17.
Bei IPv6 ist die Notation dieselbe wie bei IPv4 und besteht aus IPv6-Adresse und Präfixlänge (z. B. 2001:0DB8:0:CD30::1/60).

Beispiele

IPv4-Adresse: 192.168.2.7/24
- Netzmaske
  - =255.255.255.0 (dezimale Schreibweise)
  - = 11111111.11111111.11111111.00000000 (duale Schreibweise)
- Es gibt also 3 · 8 = 24 gesetzte Bits, genau wie im CIDR-Suffix (/24) angegeben.
- Deshalb beschreiben 192.168.2.0/24, 192.168.2.1/24, 192.168.2.2/24, 192.168.2.7/24 ... 192.168.2.254/24 und 192.168.2.255/24 alle dasselbe 24 Bit lange Präfix und damit dasselbe IP-Subnetz.
IPv4-Adresse: 10.43.8.67/28
- Netzmaske
  - 255.255.255.240
  - 11111111.11111111.11111111.11110000
- Es gibt also 3 · 8 + 4 = 28 gesetzte Bits, wieder genau wie im Suffix angegeben.
- Das IPv4-Netz, in dem der Host 10.43.8.67 liegt, geht somit von 10.43.8.64 bis 10.43.8.79 und wird kurz als 10.43.8.64/28 notiert, wobei nur 10.43.8.65 bis 10.43.8.78 für Hosts genutzt werden können.
- Die Netzwerk-Adresse lautet 10.43.8.64 und die Broadcast-Adresse lautet 10.43.8.79 und das Subnetz kann 14 Hosts adressieren.

Übersicht für IPv4

Allgemein gilt:

Anzahl der IPv4-Adressen = 2^{32 - Länge der Netzadresse}
Erste und letzte IPv4-Adresse ist reserviert für Netzwerk- bzw. Broadcast-Adresse

Notation	Anzahl der Adressen	Nutzbare Host-Adressen	Subnetzmaske dezimal	Subnetzmaske binär	Kommentar
/0	4.294.967.296	– ^{[Anm. 1]}	0.0.0.0	`00000000.00000000.00000000.00000000`	Vollständiger IPv4-Adressraum
/1	2.147.483.648	–	128.0.0.0	`10000000.00000000.00000000.00000000`
/2	1.073.741.824	–	192.0.0.0	`11000000.00000000.00000000.00000000`
/3	536.870.912	–	224.0.0.0	`11100000.00000000.00000000.00000000`
/4	268.435.456	–	240.0.0.0	`11110000.00000000.00000000.00000000`
/5	134.217.728	–	248.0.0.0	`11111000.00000000.00000000.00000000`
/6	67.108.864	–	252.0.0.0	`11111100.00000000.00000000.00000000`
/7	33.554.432	–	254.0.0.0	`11111110.00000000.00000000.00000000`
/8	16.777.216	16.777.214	255.0.0.0	`11111111.00000000.00000000.00000000`	„Class A“-Größe
/9	8.388.608 (128x65.536)	8.388.606	255.128.0.0	`11111111.10000000.00000000.00000000`
/10	4.194.304 (64x65.536)	4.194.302	255.192.0.0	`11111111.11000000.00000000.00000000`
/11	2.097.152 (32x65.536)	2.097.150	255.224.0.0	`11111111.11100000.00000000.00000000`
/12	1.048.576 (16x65.536)	1.048.574	255.240.0.0	`11111111.11110000.00000000.00000000`
/13	524.288 (8x65.536)	524.286	255.248.0.0	`11111111.11111000.00000000.00000000`
/14	262.144 (4x65.536)	262.142	255.252.0.0	`11111111.11111100.00000000.00000000`
/15	131.072 (2x65.536)	131.070	255.254.0.0	`11111111.11111110.00000000.00000000`
/16	65.536 (1x65.536)	65.534	255.255.0.0	`11111111.11111111.00000000.00000000`	„Class B“-Größe
/17	32.768 (128x256)	32.766	255.255.128.0	`11111111.11111111.10000000.00000000`
/18	16.384 (64x256)	16.382	255.255.192.0	`11111111.11111111.11000000.00000000`
/19	8.192 (32x256)	8.190	255.255.224.0	`11111111.11111111.11100000.00000000`
/20	4.096 (16x256)	4.094	255.255.240.0	`11111111.11111111.11110000.00000000`
/21	2.048 (8x256)	2.046	255.255.248.0	`11111111.11111111.11111000.00000000`
/22	1.024 (4x256)	1.022	255.255.252.0	`11111111.11111111.11111100.00000000`
/23	512 (2x256)	510	255.255.254.0	`11111111.11111111.11111110.00000000`
/24	256 (1x256)	254	255.255.255.0	`11111111.11111111.11111111.00000000`	„Class C“-Größe
/25	128 (128x1)	126	255.255.255.128	`11111111.11111111.11111111.10000000`
/26	64 (64x1)	62	255.255.255.192	`11111111.11111111.11111111.11000000`
/27	32 (32x1)	30	255.255.255.224	`11111111.11111111.11111111.11100000`
/28	16 (16x1)	14	255.255.255.240	`11111111.11111111.11111111.11110000`
/29	8 (8x1)	6	255.255.255.248	`11111111.11111111.11111111.11111000`
/30	4 (4x1)	2	255.255.255.252	`11111111.11111111.11111111.11111100`	Verbindungsnetz zwischen zwei Routern
/31	2 (2x1)	0 (2) ^{[Anm. 2]}	255.255.255.254	`11111111.11111111.11111111.11111110`	Verbindungsnetz zwischen zwei Routern
/32	1 (1x1)	0 (1) ^{[Anm. 2]}	255.255.255.255	`11111111.11111111.11111111.11111111`	einzelner Host

↑ Adressbereiche der Größe /0 bis /7 werden in der Praxis nicht als einzelnes Subnetz verwendet, sondern in mehrere Subnetze unterteilt.
↑ ^2,0 ^2,1 /31-Netze enthalten keine nutzbaren Host-Adressen, während /32 kein Subnetz, sondern immer einen einzelnen Host adressiert. Hierbei gibt es auch Ausnahmen. So wurde im RFC 3021 vorgeschlagen, dass /31-Netze genutzt werden, um Point-to-point-Verbindungen zu etablieren. Dies wurde unter anderem von der Firma Cisco implementiert. Des Weiteren ist es unter bestimmten Umständen möglich, die Netz- und Broadcastadresse für Hosts zu verwenden.

Quellen

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[0-7-1] Adressbereiche der Größe /0 bis /7 werden in der Praxis nicht als einzelnes Subnetz verwendet, sondern in mehrere Subnetze unterteilt.

[31-32-2] 2,0 ^2,1 /31-Netze enthalten keine nutzbaren Host-Adressen, während /32 kein Subnetz, sondern immer einen einzelnen Host adressiert. Hierbei gibt es auch Ausnahmen. So wurde im RFC 3021 vorgeschlagen, dass /31-Netze genutzt werden, um Point-to-point-Verbindungen zu etablieren. Dies wurde unter anderem von der Firma Cisco implementiert. Des Weiteren ist es unter bestimmten Umständen möglich, die Netz- und Broadcastadresse für Hosts zu verwenden.

[Anm. 1]

[Anm. 2]