IPv4/Netzklassen
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Beschreibung
Netzklassen
- Ursprünglich wurden IPv4-Adressen in Netzklassen von A bis C mit verschiedenen Netzmasken eingeteilt
- Klassen D und E waren für spezielle Aufgaben vorgesehen.
- Aufgrund der immer größer werdenden Routing-Tabellen wurde 1993 das klassenlose Routing CIDR (Classless Interdomain Routing) eingeführt.
- Damit spielt es keine Rolle mehr, welcher Netzklasse eine IPv4-Adresse angehört.
Früher gab es fest vorgeschriebene Einteilungen für Netzwerkklassen mit einer festen Länge.
- Da diese Einteilung sehr unflexibel ist, wird seit 1993 ausschließlich das Classless Inter-Domain Routing-Verfahren durchgeführt, welches bitvariable Netzmasken ermöglicht.
- Viele netzwerkfähige Betriebssysteme bestimmen die Standardnetzmaske anhand der alten Klassifikation, um dem einfachen Nutzer die Einrichtung des Netzwerks zu vereinfachen; Klassen sind jedoch heute nicht mehr in Gebrauch.
Die maximale Anzahl der zu vergebenen Host-Adressen in einem Netz ist
- 2Anzahl Bit der Hostadresse − 2
Zwei Host-Adressen sind gemäß einer Empfehlung in der RFC 950 reserviert – die erste Adresse (zum Beispiel 192.168.0.0) bezeichnet das Netz selbst, die letzte Adresse (zum Beispiel 192.168.0.255) ist für den Broadcast (alle Teilnehmer werden angesprochen) reserviert.
- Diese Einschränkung wird in der RFC 1878 aufgehoben, die sich jedoch nie durchsetzen konnte, sodass auch heute noch in praktisch jedem Netzwerk beide Adressen reserviert sind.
- Gängig ist außerdem, das Gateway (vgl. Routing) auf die erste oder die vorletzte IP-Adresse im Netz zu legen (z. B. 192.168.0.1 oder 192.168.0.254), wobei es dafür keinerlei Vorgaben gibt.
Netzklassen
- Historisch
- Nicht mehr in Gebrauch seit 1993
| Historische IP-Netzklassen | ||||
|---|---|---|---|---|
| Bit 31–28 | 27–24 | 23–16 | 15–8 | 7–0 |
| Class A: Netze 0.0.0.0/8 bis 127.255.255.255 | ||||
| 0 … 128 8-Bit-Netze | 24-Bit-Host | |||
| Class B: Netze 128.0.0.0/16 bis 191.255.255.255 | ||||
| 1 0 … 16.384 16-Bit-Netze | 16-Bit-Host | |||
| Class C: Netze 192.0.0.0/24 bis 223.255.255.255 | ||||
| 1 1 0 … 2.097.152 24-Bit-Netze | 8-Bit-Host | |||
| Class D: Multicast-Gruppen 224.0.0.0/4 bis 239.255.255.255 | ||||
| 1 1 1 0 | 28-Bit-Multicast-Gruppen-ID | |||
| Class E: Reserviert 240.0.0.0/4 bis 255.255.255.255 | ||||
| 1 1 1 1 0 | 27-Bit-Future-Use (zukünftige Anwendungen) | |||
Netzklassen (Classful network) waren eine von 1981 bis 1993 verwendete Unterteilung des IPv4-Adressbereiches im Internet Protocol in Teilnetze für verschiedene Nutzer. Von der Netzklasse konnte die Größe eines Netzes abgeleitet werden, d. h. bei IPv4 die Anzahl der Bit für den Netzanteil in der IP-Adresse. Dies ist beim Routing im Intranet und Internet wichtig, um zu unterscheiden, ob eine Ziel-IP-Adresse im eigenen oder einem fremden Netz zu finden ist. Da Netzklassen sich als zu unflexibel und wenig sparsam im Umgang mit der knappen Ressource IP-Adressen herausgestellt haben, wurden sie 1985 zunächst durch Subnetting und 1992 mit Supernetting ergänzt und 1993 schließlich mit der Einführung des Classless Inter-Domain Routing (kurz: 'CIDR') ersetzt. Dessen ungeachtet wird das veraltete und nicht mehr praxisrelevante Konzept der Netzklassen häufig nach wie vor von Dozenten vermittelt und findet sich häufig auch weiter in Lehrbüchern.
Konzept der Netzklassen
Das ursprünglich eingesetzte Konzept der IP-Adressen sah nur eine starre Aufteilung vor. Hierbei waren 8 Bit für die Adressierung des Netzes vorgesehen, die übrigen 24 Bit adressierten einen spezifischen Teilnehmer des Netzes. Bei diesem Konzept waren aber nur 256 Netze möglich. Dies wurde als zu wenig erkannt. Daher wurden im September 1981 durch RFC 791 die sogenannten Netzklassen eingeführt, die diese Aufteilung neu gestalteten.
Über die Netzklassen wurde der gesamte Adressraum in zunächst drei (später fünf) Netzklassen unterteilt. Alle Teilnetze einer Netzklasse hatten hierbei dieselbe standardisierte Größe. Die Netzgrößen der Klassen unterschieden sich sehr stark, so waren in einem Netz der Klasse C nur 254 Hosts möglich, wohingegen bei einem Netz der Klasse A über 16 Millionen Hosts ermöglicht wurden. Dies sollte es ermöglichen, einzelnen Organisationen und Einrichtungen verschieden große Netzwerke je nach Bedarf zuzuweisen. Doch führten die starren Netzgrößen zu großer Verschwendung, da z. B. einem Anwender mit 100.000 Hosts ein Netz der Klasse A zugewiesen werden musste. Von diesen standen aber nur insgesamt 126 zur Verfügung und in diesem konkreten Fall wären über 16 Millionen IP-Adressen verschwendet worden. Daher wurden die IP-Klassen im Jahr 1993 per RFC 1518 und RFC 1519 durch das Classless Inter-Domain-Routing ersetzt. Bei CIDR werden innerhalb des gesamten Adressraumes Netze in flexiblen Größen vergeben, folglich ist eine Ableitung der Netzgröße aus der IP-Adresse nicht mehr möglich.
Die Netzklasse wurde durch die ersten Bit der binären IP-Adresse bestimmt. Der den Klassen D und E zugeordnete Bereich war in der ursprünglichen Spezifikation für eine erweiterte Adressierung reserviert worden. Diese wurde später in die Klassen D und E aufgeteilt, wobei der Adressbereich der Klasse D auch nach Abschaffung der Netzklassen weiter für Multicast-Anwendungen herangezogen wird. Der Adressbereich der früheren Klasse E ist weiterhin reserviert.
Übersicht der Netzklassen
| Netzklasse | Präfix | Adressbereich | Netzmaske | Netzlänge (mit Präfix) |
Netzlänge (ohne Präfix) |
Hostlänge | Netze | Hosts pro Netz | CIDR Suffix Entsprechung |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Klasse A | 0... | 0.0.0.0 – 127.255.255.255 | 255.0.0.0 | 8 Bit | 7 Bit | 24 Bit | 128 | 16.777.214 | /8 |
| Klasse B | 10... | 128.0.0.0 – 191.255.255.255 | 255.255.0.0 | 16 Bit | 14 Bit | 16 Bit | 16.384 | 65.534 | /16 |
| Klasse C | 110... | 192.0.0.0 – 223.255.255.255 | 255.255.255.0 | 24 Bit | 21 Bit | 8 Bit | 2.097.152 | 254 | /24 |
| Klasse D | 1110... | 224.0.0.0 – 239.255.255.255 | Verwendung für Multicast-Anwendungen | ||||||
| Klasse E | 1111... | 240.0.0.0 – 255.255.255.255 | reserviert (für zukünftige Zwecke) | ||||||
Veraltete Lehre
Diese Lehre der Netzklassen führt oft jedoch nur zu Verwirrung, da sie mit der Einführung von CIDR überholt ist. Sie hat heute fast keine praxisrelevante Bedeutung mehr, da die Größe eines Netzes nicht mehr nur aus der IP-Adresse abzuleiten ist, sondern zwingend die Angabe einer Netzmaske erforderlich ist. Die Technik, die dahinter steckt, nennt man VLSM.
Selbst heute noch folgen allerdings einige Implementierungen dem alten Netzklassenkonzept: Der Point-to-Point Protocol-Mechanismus unter Windows (CE, XP) leitet die Größe des Netzes bei einer Direktverbindung zweier PCs aus der IP-Adresse ab, die Eingabe einer Netzmaske ist nicht vorgesehen. Verbleibende praktische Bedeutung hat die Netzklasse auch noch beim Einsatz von historischen Routing-Protokollen wie z. B. RIPv1. Da diese älteren, aber in LANs immer noch gelegentlich benutzten Routing-Protokolle keine Netzmaske übertragen, wird notfalls automatisch die zur Netzklasse der IP-Adresse gehörende Netzmaske angenommen. Ebenso verhalten sich IP-Implementierungen in historischen Betriebssystemen, die seit der Standardisierung des Subnetting 1985 nicht mehr weiterentwickelt wurden. Die historischen Netzklassen sind auch der Hintergrund der reservierten Adressräume für Private IP-Adressen.
Die verschwindende Bedeutung von Netzklassen spiegelt sich auch in der IP-Vergabepolitik der Regionalen Internet-Registries (RIR) wider. So finden sich im früheren Klasse-C-Bereich auch Zuteilungen, die weit über die Größe eines Netzes der alten Klasse C hinausgehen (der zugehörige Mechanismus ist Supernetting). Analog werden auf Grund einer Knappheit an IP-Adressen die früheren Klasse-A-Bereiche mittlerweile in kleineren Blöcken zugewiesen, wie zum Beispiel der dem früheren Klasse-A-Netz der Nummer 80 entnommene Bereich 80.128.0.0 bis 80.159.255.255 an die Deutsche Telekom AG.
Eine Übersicht über aktuell und in der Vergangenheit vergebene Netzgrößen in der RIPE-Region findet sich im Dokument RIPE-345 auf den Seiten des RIPE NCC.[1]