IP-Adressen und Netze
1. Aller Anfang ...
Irgendwann hat sich jemand ausgedacht, daß man ein Netz zum Daten versenden aufbauen will. Dafür benötigt man natürlich Adressen um die Gegenstelle auch ansprechen zu können. Man dachte sich, daß wohl eine 32 Bit lange Adresse vollkommen ausreichen wird. Das sieht dann also so aus:
01001001001001100011101101110101
Ziemlich unübersichtlich! Also mußte man sich für den Menschen etwas ausdenken. Bits werden normalerweise immer als 8 Stück zu einem Byte zusammengefaßt. Also ändert sich das zu folgendem Aufbau:
01001001 00100110 00111011 01110101
Zum Trennen der 8er-Gruppen nahm man einen Punkt:
01001001 . 00100110 . 00111011 . 01110101
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5. Classfull / Classless
Früher konnten die Router nur Classfull routen. Das heißt, die Router haben sich bei IP-Adressen strickt an die Klassen gehalten. Wenn man also an einem Interface ein 10.0.0.0er Netz hatte, dann waren an diesem Netzwerkinterface für den Router 17 Millionen Hosts vorhanden. Wenn man nicht so viele Hosts an dem Interface benötigte, mußte man eben eine andere Klasse (also IP-Bereich) verwenden. Zum Beispiel 192.168.2.0 wenn man nur 254 Hosts hat. Alles andere wäre Verschwendung gewesen. Nun wurden die offiziellen Adressen aber immer weniger. Was sollte man also tun? Da kam man auf die Idee, die Klassen aufzulösen. Es entstand das Classless-Routing. Der Router kümmert sich jetzt nicht mehr um die Klassen, die er an der IP-Adresse erkennt, sondern bekommt über eine "Subnet-Maske" gesagt, wie groß das Netz ist. Diese Subnet-Maske ist aber auch nur eine normale Netzmaske. Sie hält sich lediglich nicht mehr an die Klassen. Mann kann also auch ein 10.0.0.0er Netz mit einer 255.255.255.0er Maske benutzen. Das nennt man dann eben Subnet-Maske, weil das Classfull-Netz unterteilt wurde. Das ist das ganze Geheimnis.
6. Subnetting / Supernetting
Wenn man sich die 10er Adressen für sein privates Netz ausgesucht hat, was soll man dann mit 17 Millionen möglichen Adressen in seinem Netz? Also unterteilt man es einfach. Wie in Kapitel 4 schon beschrieben werden von vorne gesehen mehr Einsen in die Maske gefüllt. So verschiebt man die Markierung, die den Netz- und Host-Anteil trennt nach hinten. Diese Markierung ist aber nicht an die Byte-Grenzen der IP-Adresse gebunden! Wie schon gesagt, muß man sich von den Byte Grenzen frei machen. Was macht man zum Beispiel, wenn man für eine Serielle Leitung zwischen zwei Routern nur zwei IP-Adressen benötigt? Dafür mit einer 255.255.255.0er Maske die restlichen 252 Hostadressen zu verschwenden ist absolut sinnlos. Also subnettiert man weiter. Für zwei benutzbare Adressen benötigt man eine Maske die folgendermaßen aussieht:
255 . 255 . 255 . 252
Das kann man dann in Bits so angeben:
11111111 . 11111111 . 11111111 . 11111100
Es sind also nur noch die letzten beiden Bits der Maske auf Null. Man hätte also vier Adressen zur Verfügung. Zwei Bits ergeben bei der Adresse vier Zustände (00, 01, 10, 11). Aber man benötigt ja nur zwei. Warum also auf einmal vier Adressen? Ganz einfach! Wenn alle Bits des Host-Anteils auf Null sind hat man die Netz-Adresse. Also zum Beispiel 12.34.56.0 mit Maske 255.255.255.0 . Und wenn alle Bits des Host-Anteils auf Eins sind hat man die Broadcast-Adresse um alle Endgeräte des Netzes anzusprechen. Also zum Beispiel 12.34.56.255 mit der Maske 255.255.255.0 . Warum sage ich jetzt aber immer "mit der Maske"? Weil, wenn ich die Maske 255.255.0.0 verwenden würde, dann hätte man zum Beispiel die Broadcast-Adresse 12.34.255.255. Darum! Man hat also auf einmal ganz andere Host- und Netz-Anteile. Das wäre so, als ob man die ganzen Vorwahlen von Bayern zu einer Vorwahl zusammenfassen würde (Das nennt man Supernetting).
7. Das Beispiel
Zurück zum Beispiel. Für die Serielle Leitung hätte man also bei dem Netz 10.36.42.16 und der Maske 255.255.255.252 folgende Adressen:
Schon hat man ein Netz für seine Serielle Leitung definiert. Sowas nennt man auch "Transit-Netz" weil es nur zur Durchleitung von einem Router zum anderen benutzt wird. Einfach mal die Adressen und die Maske in Binär-Schreibweise umwandeln und untereinanderschreiben. Wenn man sich dann alles ansieht, fällt der Groschen auf einmal.
IP-Adressen sind nicht schwierig, wenn es erst einmal "geklingelt" hat. Aber bis dahin versteht man meistens nur "Bahnhof".
8. Wie baue ich ein Netz?
Dazu sollte man sich erst einmal ein Blatt Papier nehmen. Dann zeichnet man sich die Geräte und Verbindungen zwischen den Geräten auf. Alle Geräte die am selben Switch oder HUB angeschlossen sind, liegen in einem Netz. Sie bekommen also Adressen aus dem selben IP-Adress-Bereich und da der Bereich logischerweise nicht zwischen diesen Geräten wechseln kann auch dieselbe Netzmaske. Der Router, der den Geräten die Verbindung aus ihrem IP-Bereich ermöglichen soll, ist das "Default-Gateway" (Das kann auch ein PC mit zwei Netzwerkkarten sein). Darum ist die Adresse des Default-Gateway immer eine Adresse aus dem entsprechenden Netz. Was nutzt einem eine Default-Gateway-Adresse aus Australien? Zwischen unterschiedlichen IP-Bereichen braucht man immer einen Router.
Früher konnten die Router nur Classfull routen. Das heißt, die Router haben sich bei IP-Adressen strickt an die Klassen gehalten. Wenn man also an einem Interface ein 10.0.0.0er Netz hatte, dann waren an diesem Netzwerkinterface für den Router 17 Millionen Hosts vorhanden. Wenn man nicht so viele Hosts an dem Interface benötigte, mußte man eben eine andere Klasse (also IP-Bereich) verwenden. Zum Beispiel 192.168.2.0 wenn man nur 254 Hosts hat. Alles andere wäre Verschwendung gewesen. Nun wurden die offiziellen Adressen aber immer weniger. Was sollte man also tun? Da kam man auf die Idee, die Klassen aufzulösen. Es entstand das Classless-Routing. Der Router kümmert sich jetzt nicht mehr um die Klassen, die er an der IP-Adresse erkennt, sondern bekommt über eine "Subnet-Maske" gesagt, wie groß das Netz ist. Diese Subnet-Maske ist aber auch nur eine normale Netzmaske. Sie hält sich lediglich nicht mehr an die Klassen. Mann kann also auch ein 10.0.0.0er Netz mit einer 255.255.255.0er Maske benutzen. Das nennt man dann eben Subnet-Maske, weil das Classfull-Netz unterteilt wurde. Das ist das ganze Geheimnis.
6. Subnetting / Supernetting
Wenn man sich die 10er Adressen für sein privates Netz ausgesucht hat, was soll man dann mit 17 Millionen möglichen Adressen in seinem Netz? Also unterteilt man es einfach. Wie in Kapitel 4 schon beschrieben werden von vorne gesehen mehr Einsen in die Maske gefüllt. So verschiebt man die Markierung, die den Netz- und Host-Anteil trennt nach hinten. Diese Markierung ist aber nicht an die Byte-Grenzen der IP-Adresse gebunden! Wie schon gesagt, muß man sich von den Byte Grenzen frei machen. Was macht man zum Beispiel, wenn man für eine Serielle Leitung zwischen zwei Routern nur zwei IP-Adressen benötigt? Dafür mit einer 255.255.255.0er Maske die restlichen 252 Hostadressen zu verschwenden ist absolut sinnlos. Also subnettiert man weiter. Für zwei benutzbare Adressen benötigt man eine Maske die folgendermaßen aussieht:
255 . 255 . 255 . 252
Das kann man dann in Bits so angeben:
11111111 . 11111111 . 11111111 . 11111100
Es sind also nur noch die letzten beiden Bits der Maske auf Null. Man hätte also vier Adressen zur Verfügung. Zwei Bits ergeben bei der Adresse vier Zustände (00, 01, 10, 11). Aber man benötigt ja nur zwei. Warum also auf einmal vier Adressen? Ganz einfach! Wenn alle Bits des Host-Anteils auf Null sind hat man die Netz-Adresse. Also zum Beispiel 12.34.56.0 mit Maske 255.255.255.0 . Und wenn alle Bits des Host-Anteils auf Eins sind hat man die Broadcast-Adresse um alle Endgeräte des Netzes anzusprechen. Also zum Beispiel 12.34.56.255 mit der Maske 255.255.255.0 . Warum sage ich jetzt aber immer "mit der Maske"? Weil, wenn ich die Maske 255.255.0.0 verwenden würde, dann hätte man zum Beispiel die Broadcast-Adresse 12.34.255.255. Darum! Man hat also auf einmal ganz andere Host- und Netz-Anteile. Das wäre so, als ob man die ganzen Vorwahlen von Bayern zu einer Vorwahl zusammenfassen würde (Das nennt man Supernetting).
7. Das Beispiel
Zurück zum Beispiel. Für die Serielle Leitung hätte man also bei dem Netz 10.36.42.16 und der Maske 255.255.255.252 folgende Adressen:
10.36.42.16 | 1. IP-Adresse | Netz-Adresse |
10.36.42.17 | 2. IP-Adresse | 1. benutzbare IP (die eine Seite der Leitung) |
10.36.42.18 | 3. IP-Adresse | 2. benutzbare IP (die andere Seite der Leitung) |
10.36.42.19 | 4. IP-Adresse | Broadcast-Adresse |
Schon hat man ein Netz für seine Serielle Leitung definiert. Sowas nennt man auch "Transit-Netz" weil es nur zur Durchleitung von einem Router zum anderen benutzt wird. Einfach mal die Adressen und die Maske in Binär-Schreibweise umwandeln und untereinanderschreiben. Wenn man sich dann alles ansieht, fällt der Groschen auf einmal.
IP-Adressen sind nicht schwierig, wenn es erst einmal "geklingelt" hat. Aber bis dahin versteht man meistens nur "Bahnhof".
8. Wie baue ich ein Netz?
Dazu sollte man sich erst einmal ein Blatt Papier nehmen. Dann zeichnet man sich die Geräte und Verbindungen zwischen den Geräten auf. Alle Geräte die am selben Switch oder HUB angeschlossen sind, liegen in einem Netz. Sie bekommen also Adressen aus dem selben IP-Adress-Bereich und da der Bereich logischerweise nicht zwischen diesen Geräten wechseln kann auch dieselbe Netzmaske. Der Router, der den Geräten die Verbindung aus ihrem IP-Bereich ermöglichen soll, ist das "Default-Gateway" (Das kann auch ein PC mit zwei Netzwerkkarten sein). Darum ist die Adresse des Default-Gateway immer eine Adresse aus dem entsprechenden Netz. Was nutzt einem eine Default-Gateway-Adresse aus Australien? Zwischen unterschiedlichen IP-Bereichen braucht man immer einen Router.