Das Internet beruht komplett auf dem "Internet Protocol" (IP), welches 1981 erstmalig festgelegt wurde (RFC 791). Es beschreibt eine paketorientierte Datenübertragung, die relativ unempfindlich
gegenüber Störungen ist. Die zu übertragenden Informationen werden in kleine Pakete zerlegt, die unabhängig voneinander über das
Netzwerk versendet werden. Außer den eigentlichen Nutzdaten enthält jedes Paket die notwendigen Informationen, um den Empfänger zu finden
und dort wieder zur ursprünglichen Nachricht zusammengesetzt werden kann.
Das IP ist die einzig sinnvolle Möglichkeit, wenn keine Annahme über die von Teilnetzen angebotene Dienstgüte getroffen werden kann.
IPv4-Adressen sind grundsätzlich wie folgt aufgebaut:
Dezimal 172 . 23 . 160 . 20 Dual 10101100.00010111.10100000.00010100 Länge 8 bit 8 bit 8 bit 8 bit
Jeder Block ist 8 bit lang (8 bit = 1 Byte) und wird auch als "Quad" bezeichnet.
Insgesamt: 4*8 bit = 32 bit = 4 Byte
Eine IP-Adresse hat zwei logische Teile, ein Netzwerk- und ein Host-Präfix, welche Subnetting überhaupt erst ermöglichen. Das Netzwerkpräfix wird durch die Subnetmaske festgelegt und definiert die Netzzugehörigkeit, das Hostpräfix erledigt innerhalb dieses Netzes die eindeutige Rechneradressierung.
Der private Adressbereich ist nach RFC 1918 folgendermaßen festgelegt:
Diese drei möglichen Adressbereiche sind jedoch nicht gerade klein. Meist reicht ein kleinerer Adressbereich (oder es werden mehrere kleinere Bereiche benötigt).
Man kann nun den vorhandenen Adressraum in kleinere Bereiche aufteilen, also Subnetze aufbauen. Alle Rechner, die sich im selben Subnetz befinden können sich gegenseitig "sehen". Dazu dient die "subnet mask", anhand derer die Teile festgelegt werden:
Beispiel 1:
IP-Bereich: 192.168.0.x
Subnet-Mask: 255.255.255.0
Subnet-Mask binär: 11111111.11111111.1111111.00000000
Um nun den Bereich des Subnetzes zu ermitteln, zählt man die Nullen von rechts nach links und potenziert diese Zahl mit der Basis "2". Hier also 2^8 = 256. Demnach umfasst der Adressbereich die IP's von 192.168.0.0 - 192.168.0.255, der nutzbare Bereich liegt jedoch bei 256-2 = 254 Adressen, geht also von 192.168.0.1 - 192.168.0.254.
Die beiden verbleibenden Adressen sind reserviert und dürfen unter keinen Umständen genutzt werden! Erklärung: Die IP 192.168.0.0 ist die Netzadresse unter der dieses Netz als gesamtes erreichbar ist, und die IP 192.168.0.255 ist die Broadcast-Adresse mit der sich die angeschlossenen Rechner untereinander "bekannt" machen.
Wer nun aber keine 254 Rechner zu vernetzen hat, kann sich auch eines kleineren Teilbereiches aus dem erlaubten Bereich bedienen. Dazu genügt eine größere Subnetmask - binär gesehen!
Die möglichen Subnetmasks sind:
| Anzahl "1" | Binär | Dezimal | Teile | Anzahl nutzbarer Adressen je Teil |
|---|---|---|---|---|
| /8 | 11111111.00000000.00000000.00000000 | 255.0.0.0 | 1 | 16777216 (-2) |
| /9 | 11111111.10000000.00000000.00000000 | 255.128.0.0 | 2 | 8388608 (-2) |
| /10 | 11111111.11000000.00000000.00000000 | 255.192.0.0 | 4 | 4194304 (-2) |
| /11 | 11111111.11100000.00000000.00000000 | 255.224.0.0 | 8 | 2097152 (-2) |
| /12 | 11111111.11110000.00000000.00000000 | 255.240.0.0 | 16 | 1048576 (-2) |
| /13 | 11111111.11111000.00000000.00000000 | 255.248.0.0 | 32 | 524288 (-2) |
| /14 | 11111111.11111100.00000000.00000000 | 255.252.0.0 | 64 | 262144 (-2) |
| /15 | 11111111.11111110.00000000.00000000 | 255.254.0.0 | 128 | 131072 (-2) |
| /16 | 11111111.11111111.00000000.00000000 | 255.255.0.0 | 1 | 65536 (-2) |
| /17 | 11111111.11111111.10000000.00000000 | 255.255.128.0 | 2 | 32768 (-2) |
| /18 | 11111111.11111111.11000000.00000000 | 255.255.192.0 | 4 | 16384 (-2) |
| /19 | 11111111.11111111.11100000.00000000 | 255.255.224.0 | 8 | 8192 (-2) |
| /20 | 11111111.11111111.11110000.00000000 | 255.255.240.0 | 16 | 4096 (-2) |
| /21 | 11111111.11111111.11111000.00000000 | 255.255.248.0 | 32 | 2048 (-2) |
| /22 | 11111111.11111111.11111100.00000000 | 255.255.252.0 | 64 | 1024 (-2) |
| /23 | 11111111.11111111.11111110.00000000 | 255.255.254.0 | 128 | 512 (-2) |
| /24 | 11111111.11111111.11111111.00000000 | 255.255.255.0 | 1 | 256 (-2) |
| /25 | 11111111.11111111.11111111.10000000 | 255.255.255.128 | 2 | 128 (-2) |
| /26 | 11111111.11111111.11111111.11000000 | 255.255.255.192 | 4 | 64 (-2) |
| /27 | 11111111.11111111.11111111.11100000 | 255.255.255.224 | 8 | 32 (-2) |
| /28 | 11111111.11111111.11111111.11110000 | 255.255.255.240 | 16 | 16 (-2) |
| /29 | 11111111.11111111.11111111.11111000 | 255.255.255.248 | 32 | 8 (-2) |
| /30 | 11111111.11111111.11111111.11111100 | 255.255.255.252 | 64 | 4 (-2) |
Beispiel 2 zur Erklärung:
IP-Bereich: 192.168.0.x
Subnetmask: 255.255.255.192
Das letzte Byte lautet: 11000000
Alternative Schreibweise: 192.168.0.0/26 (Anzahl der Einsen, s. Tabelle oben)
Für die Anzahl der Teile potenziert man die "2" mit der Anzahl der Einsen, in diesem Fall also 2^2 = 4 Teile.
Die dann nutzbaren Adressen pro Teil sind: 256 / 4 = 64 - 2 = 62 nutzbare Adressen (oder "2" hoch die Anzahl der Nullen: 2^6=64-2=62).
Dezimale 256 entsprechen binären 11111111. Die zwei abgezogenen Adressen sind die Netzadresse und die Broadcastadresse (s.o.).
Diese Subnetmask erzeugt nun vier Subnetze innerhalb des IP-Bereichs:
Die Maskierung ist damit aber noch nicht ausgeschöpft! Es lassen sich natürlich auch größere Bereiche zusammenfassen. Die kleinste Subnetmask ist (bei 10/8er-Netzen) 255.0.0.0.
Im bereits genannten 192.168/16-Bereich könnte das wie folgt aussehen:
Beispiel 3:
Subnetmask: 255.255.252.0
Subnetmask binär: 11111111.11111111.11111100.00000000
Der mögliche Adressbereich könnte hier also lauten: 192.168.0.0 - 192.168.3.255
252 entspricht 11111100. "2" potenziert mit der Anzahl der Nullen (hier 2) ergibt: 2^2=4*256=1024-2 Adressen.
Auch hier gilt: Die erste (192.168.0.0) und die letzte IP (192.168.3.255) sind reserviert. Vorsichtshalber sollten die in diesem Bereich liegenden .0 und .255-Adressen ebenfalls nicht genutzt werden (insg. vier Stück).
Wichtig beim Subnetting: Es lassen sich mehrere unterschiedliche große Subnetze nebeneinander aufbauen, jedoch dürfen sie sich nicht überlappen und das Raster der einzelnen Teile muss eingehalten werden!
Beispiel 4:
Subnetmask: 255.255.255.224 -> 32er-Netz, 8 Teile
Subnetmask: 255.255.255.240 -> 16er-Netz, 16 Teile
|$$$$$$$$$| <- 32er-Netz
|####| |####| <- 16er-Netz
|----|----|----|----|----|----|----|---
0 16 32 48 64 80 96 112
Das 32er-Netz darf hier erst bei 32 beginnen, da sein Raster 0, 32, 64, 96,... ist - auch wenn nach dem 16er-Netz schon ab 16 "Platz" wäre!
Die Verbindung zweier oder mehrerer Subnetze kann nur über Router erfolgen, die in der Vermittlungsschicht (Schicht 3) zwischen den Subnetzen vermitteln.
Zur Information:
Das ISO-Referenzmodell für offene Systeme (auch OSI-Referenzmodell genannt) ist ein Modell für geschichtete Kommunikationssysteme. Es schlägt sieben Schichten vor:
| Schicht | ISO | Nutzung |
|---|---|---|
| 7 | Anwendungsschicht (Application Layer) | Anwendungsspeziefische Protokolle |
| 6 | Darstellungsschicht (Presentation Layer) | Datenformatierung und -darstellung |
| 5 | Kommunikationssteuerungsschicht (Session Layer) | Dialogsteuerung |
| 4 | Transportschicht (Transport Layer) | Host-zu-Host Datenaustausch |
| 3 | Vermittlungsschicht (Network Layer) | Host-zu-Host Vermittlung |
| 2 | Sicherungsschicht (Data Link Layer) | System-zu-System Kontrolle |
| 1 | Bitübertragungsschicht (Physical Layer) | Physikalische Übertragung |
Definition der Vermittlungsschicht: Festlegung des kompletten physikalischen Übertragungsweges sowie Festlegungen zum Verbindungsauf- und -abbau in den beteiligten Netzknoten.
Funktionen der Vermittlungsschicht:
© 2001 - 2010 Christoph Albrecht - Home - Valid XHTML 1.1