Kategorie:IPv4/Subnetting

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 = 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]