IPv4 & Subnetting
Von der Hostadresse zum Netz: CIDR, Maske und nutzbare Adressen nachvollziehen.
Aufbau einer IPv4-Adresse
Eine IPv4-Adresse hat 32 Bit und wird als vier Dezimalzahlen von 0 bis 255 geschrieben. Der CIDR-Präfix gibt an, wie viele führende Bits das Netz identifizieren.
192.168.10.37/27 → 27 Netzbits und 5 Hostbits
Binärsystem und Subnetzmaske
Jedes IPv4-Oktett besitzt acht Bits mit Stellenwerten 128 bis 1. Eine Subnetzmaske hat von links zusammenhängende Einsen für den Netzanteil und danach Nullen für den Hostanteil. /27 bedeutet 27 Einsen und fünf Nullen.
/27 → 11111111.11111111.11111111.11100000 → 255.255.255.224
Netzadresse und Broadcast
Für die Netzadresse werden alle Hostbits auf 0 gesetzt. Für die Broadcastadresse werden alle Hostbits auf 1 gesetzt. Die Subnetzmaske enthält 1-Bits für den Netzanteil.
192.168.10.37/27 → Netz .32, Broadcast .63, Maske 255.255.255.224
Erster und letzter Host
In einem klassischen IPv4-LAN liegt der erste nutzbare Host direkt nach der Netzadresse, der letzte direkt vor der Broadcastadresse. Bei /31 und /32 gelten Sonderregeln.
192.168.10.37/27 → 192.168.10.33 bis 192.168.10.62
Nutzbare Hosts
Bei klassischen IPv4-LANs sind Netz- und Broadcastadresse reserviert. Deshalb sind 2^(32−Präfix)−2 Adressen als Hosts nutzbar. /31 ist für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen ein Sonderfall mit zwei nutzbaren Adressen; /32 bezeichnet genau eine Adresse.
Wildcard-Maske
Die Wildcard ist das bitweise Gegenteil der Subnetzmaske. Sie markiert die variablen Hostbits und wird etwa in bestimmten Netzwerkregeln verwendet.
255.255.255.224 → Wildcard 0.0.0.31
Private Netze
RFC 1918 reserviert 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 und 192.168.0.0/16. APIPA verwendet 169.254.0.0/16; Loopback liegt in 127.0.0.0/8.
Öffentlich, APIPA und Loopback
Private RFC-1918-Adressen werden im öffentlichen Internet nicht geroutet. Eine Adresse aus 169.254.0.0/16 kann ein Gerät für die lokale Verbindung selbst wählen, wenn keine normale Konfiguration vorliegt. 127.0.0.0/8 bleibt für lokale Loopback-Kommunikation reserviert. Öffentlich verwendbare Adressen unterliegen weiteren Reservierungen; nicht jede nicht-private Adresse ist frei nutzbar.
Historische Netzklassen
Früher wurden IPv4-Adressen in Klassen mit festen Standardmasken eingeteilt, etwa A, B und C. Heute bestimmen CIDR-Präfixe die Netzgröße unabhängig von dieser historischen Klasseneinteilung.
VLSM und Supernetting
VLSM teilt einen Adressblock in unterschiedlich große Subnetze. Plane zuerst das größte Netz. Supernetting fasst benachbarte Netze mit gemeinsamem Präfix zu einer Route zusammen.
Netze passend dimensionieren
Für H Hosts werden in einem klassischen Netz mindestens H+2 Adressen benötigt; wähle die nächste Zweierpotenz als Blockgröße. Teile Netze nur an passenden Blockgrenzen und prüfe, ob alle Teilnetze im Ausgangsnetz bleiben.
50 Hosts → 64 Adressen → /26 mit 62 klassischen Hostadressen
Route Summarization
Benachbarte, passend ausgerichtete Netze können zu einem kürzeren gemeinsamen Präfix zusammengefasst werden. Die Zusammenfassung darf keine fremden Zielnetze einschließen, wenn dadurch falsch geroutet würde.
192.168.0.0/24 und 192.168.1.0/24 → 192.168.0.0/23
Gleiches Netz und Gateway prüfen
Zwei IPv4-Adressen liegen im selben Subnetz, wenn ihre Netzadressen bei derselben Maske übereinstimmen. Ein Default Gateway für einen Host muss in dessen lokal erreichbarem Netz liegen und eine dafür nutzbare Adresse besitzen.