Die Aufteilung eines zusammenhängenden Adressraums von IP-Adressen in mehrere kleinere Adressräume nennt man Subnetting.
Subnetze
- Teilnetz eines Netzwerkes beim Internetprotokoll (IP)
- Es fasst mehrere aufeinanderfolgende IP-Adressen mittels einer Subnetzmaske bei IPv4
- Abtrennung erfolgt durch bitweise Maskierung eines Teils der IP-Adresses durch die Subnetzmaske
Subnetzmaske
- Genauso lang wie eine IP-Adresse
- Gibt an ,welche Bits der IP-Adresse Netzwerk- oder Hostanteil gehören
- Netzanteil erstreckt sich lückenlos (ohne 0) von links nach rechts
- Hostanteil erstreckt sich von rechts nach links
Netzwerkteil
|
|
IPv4-Adresse |
11000000.10101000.00000001.10000001 |
192.168.1.129
|
AND |
Subnetzmaske |
11111111.11111111.11111111.00000000 |
255.255.255.0
|
= |
Netzadresse |
11000000.10101000.00000001.00000000 |
192.168.1.0
|
|
Geräteteil
|
|
IPv4-Adresse |
11000000.10101000.00000001.10000001 |
192.168.1.129
|
AND NOT |
Subnetzmaske |
00000000.00000000.00000000.11111111 |
255.255.255.0
|
= |
Hostadresse |
00000000.00000000.00000000.10000001 |
0.0.0.129
|
|
CIDR-Notation
- Classless Inter-Domain Routing
- Verfahren zur effizienteren Nutzung für IPv4.
- Feste Zuordnung einer IPv4-Adresse zu einer Netzklasse entfällt
- CIDR führt eine neue Notation ,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.
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
|
|
Übersicht für IPv4
Allgemein gilt:
- Anzahl der IPv4-Adressen = 232 - 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
- https://justit.eu/subnetting/
- https://www.elektronik-kompendium.de/sites/net/0907201.htm
- https://de.wikipedia.org/wiki/Classless_Inter-Domain_Routing
- https://de.wikipedia.org/wiki/Dualsystem
- https://tools.ietf.org/html/rfc950
- https://tools.ietf.org/html/rfc4632
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