IP-Subnetzmaske
Die Subnetzmaske ist ein wesentlicher Bestandteil der Netzwerktechnik und spielt eine entscheidende Rolle bei der IP-Adressierung. Sie definiert, welcher Teil einer IP-Adresse das Netzwerk und welcher Teil den Host innerhalb dieses Netzwerks repräsentiert.
Grundlagen der IP-Adressierung
Eine IP-Adresse (IPv4) besteht aus 32 Bit, die in vier Oktette zu je 8 Bit unterteilt sind. Ein Beispiel für eine IP-Adresse ist:
192.168.1.1
Jede dieser Zahlen kann Werte zwischen 0 und 255 annehmen. Damit ein Computer jedoch erkennen kann, welcher Teil der Adresse das Netzwerk und welcher Teil den Host identifiziert, wird die Subnetzmaske verwendet.
Funktionsweise der IP-Subnetzmaske
Eine Subnetzmaske ist ebenfalls eine 32-Bit-Zahl und sieht oft wie folgt aus:
255.255.255.0
Diese Maske gibt an, dass die ersten 24 Bit zur Netzwerkadresse gehören und die letzten 8 Bit für die Hosts im Netzwerk reserviert sind.
In binärer Darstellung:
IP-Adresse: 192.168.1.1 -> 11000000.10101000.00000001.00000001
Subnetzmaske: 255.255.255.0 -> 11111111.11111111.11111111.00000000
Die Bits, die auf 1 gesetzt sind, repräsentieren den Netzwerkteil, und die Bits, die auf 0 stehen, gehören zu den Hosts.
Klassenbasierte Subnetzmasken
Früher wurden IP-Adressen in Klassen eingeteilt:
- Klasse A: 1.0.0.0 – 126.0.0.0 (Subnetzmaske: 255.0.0.0, /8)
- Klasse B: 128.0.0.0 – 191.255.0.0 (Subnetzmaske: 255.255.0.0, /16)
- Klasse C: 192.0.0.0 – 223.255.255.0 (Subnetzmaske: 255.255.255.0, /24)
Heute wird jedoch das Classless Inter-Domain Routing (CIDR) verwendet, das flexiblere Subnetzmasken erlaubt.
CIDR und Notation
CIDR (Classless Inter-Domain Routing) ermöglicht es, Netzwerke effizienter zu nutzen. Statt einer festen Subnetzmaske wird die Netzwerklänge mit einem Schrägstrich dargestellt:
- /8 = 255.0.0.0 (8 Bit für das Netzwerk)
- /16 = 255.255.0.0 (16 Bit für das Netzwerk)
- /24 = 255.255.255.0 (24 Bit für das Netzwerk)
- /30 = 255.255.255.252 (30 Bit für das Netzwerk, 2 Hosts möglich)
Berechnung von Subnetzen
Beispiel:
Eine Firma hat das Netz 192.168.1.0/24 und möchte es in zwei gleich große Subnetze aufteilen.
- Ursprüngliche Subnetzmaske: 255.255.255.0 (/24)
- Aufteilung in zwei Subnetze bedeutet, dass ein zusätzliches Bit für das Netz genutzt wird: /25 = 255.255.255.128
- Neue Subnetze:
- 192.168.1.0/25 (Hostbereich: 192.168.1.1 – 192.168.1.126, Broadcast: 192.168.1.127)
- 192.168.1.128/25 (Hostbereich: 192.168.1.129 – 192.168.1.254, Broadcast: 192.168.1.255)
Anzahl der Hosts in einem Subnetz berechnen
Die Anzahl der nutzbaren Hosts wird mit folgender Formel berechnet:
2^(Anzahl der Host-Bits) - 2
Das -2 ist notwendig, da die erste Adresse für das Netzwerk und die letzte für den Broadcast reserviert sind.
Beispiel für ein /26-Netz:
- Subnetzmaske: 255.255.255.192
- Anzahl der Host-Bits: 6
- Berechnung: 2^6 – 2 = 62 Hosts pro Subnetz
Wichtige Spezialadressen
- Netzwerkadresse: Erste Adresse eines Subnetzes (z. B. 192.168.1.0)
- Broadcast-Adresse: Letzte Adresse eines Subnetzes (z. B. 192.168.1.255)
- Standard-Gateway: Meist die erste oder letzte verfügbare Adresse eines Netzes
IPv6-Subnetzmasken
Bei IPv6 gibt es keine klassische Subnetzmaske, sondern nur die Präfixlänge (z. B. /64). Ein IPv6-Subnetz hat eine feste Größe von 2^64 möglichen Adressen.
Fazit
Die Subnetzmaske ist ein essenzielles Konzept im Netzwerkbereich. Sie hilft, IP-Adressbereiche effizient zu verwalten und Netzwerke sinnvoll zu unterteilen. Moderne Techniken wie CIDR bieten flexible Möglichkeiten, IP-Adressen optimal zu nutzen.
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