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IPv4 - Adressen

IPv4 ist ein Protokoll mit dem jeder, der am PC sitzt, täglich zu tun hat. Es handelt sich hierbei um das Internet Protokoll in der Version 4. Die Adresse besteht aus vier Byte. Da ein Byte aus acht Bits besteht handelt es sich also um eine 32-Bit Adresse.

Daraus resultieren 232 Adressen, was als Dezimalzahl 4.294.967.296 ist. Dies klingt erstmal nach ausreichend vielen Adressen, da es mehr verfügbare Adressen als Menschen mit Internetzugriff gibt. Jedoch ist der Bedarf an IPv4 Adressen erschöpft. Dagegen wurden die Verfahren NAT und PAT eingeführt. Doch auch mit diesen Adressen neigen sich die verfügbaren Adressen dem Ende zu.

Wie ist eine IPv4 Adresse eigentlich aufgebaut?

Wie bereits am Anfang erwähnt besteht eine solche Adresse aus vier Bytes. Jedoch gehört zu jeder IP-Adresse auch eine Subnetzmaske. Eine Subnetzmaske besteht genau wie die IP-Adresse auch aus 4 Byte. In binärer Schreibweise hat die Subnetzmaske bis zu einer bestimmten Stelle nur die Ziffer 1 und bis dann zum Ende die Ziffer 0. So wäre die häufig verwendete Subnetzmaske "255.255.255.0" in binärer schreibweise "1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000". Die Anzahl der Einsen definiert hier den Netzanteil. Dadurch, dass bei dieser Subnetzmaske die ersten 3 Byte Einsen sind ist auch der Netzanteil der IP-Adresse 3 Byte lang. Bei der Adresse "192.168.1.23" wäre das "192.168.1...". Die Subnetzmaske "255.255.255.0" kann deswegen auch mit "/24" dargestellt werden, da 24 Bit eine 1 sind. Diese "/24" würde man hinter die IP schreiben.

Aber was ist nun wieder rum der Netzanteil? Der Netzanteil ist der Teil der IP-Adresse, welcher bei allen Clients in einem Netzwerk identisch sein muss. Der andere Teil der Adresse ist der sogenannte Hostanteil. Dieser Hostanteil muss bei jedem Client im Netzwerk ein anderer sein.

Spezielle Adressen in einem Netz

Es gibt zwei besondere Adressen. Zum einen die Netzadresse und die Broadcastadresse.

Die Netzadresse entsteht dadurch, dass im Hostanteil nur Nullen stehen. Zum Beispiel wäre die Netzadresse von der IP "192.168.1.23 /24" die Adresse "192.168.1.0 /24", welche das Netz identifiziert.

Die Broadcastadresse entsteht dagegen dadurch, dass im Hostanteil nur Einsen stehen. So wäre die Broadcastadresse von der IP "192.168.1.23 /24" die Adresse "192.168.1.255 /24, welche alle Hosts im Netz anspricht.

Bei der Berechnung von Clients in einem Netzwerk müssen deswegen immer zwei Adressen abgezogen werden. So wären die möglichen Adressen für das Netz "192.168.1.0 /24", 28 - 2 = 256 - 2 = 254 Adressen pro Netz.

Netzklassen

Eigentlich sind die IP-Klassen ein Relikt aus alter Zeit. Seit 1992 existiert nämlich das klassenlose Internet. Trotzdem werden diese Adressen gerne in Prüfungen abgefragt. Deswegen im nachfolgenden eine kurze Erläuterung welche es gibt.

Zu den Netzklassen gehört in der Regel eine Subnetzmaske. Die Klassen werden durch den (binären) Anfang der IP definiert. So muss Klasse A zum Beispiel immer mit einer 0 beginnen.

 Klasse  Beginn  Subnetzmaske  Adressbereich  Kommentar
 A  0....  255.0.0.0  0.0.0.0 bis 127.255.255.255  
 B  10...  255.255.0.0  128.0.0.0 bis 191.255.255.255  
 C  110...  255.255.255.0  192.0.0.0 bist223.255.255.255  
 D  1110...  /  224.0.0.0 bis 239.255.255.255  multicast
 E  1111...  /  240.0.0.0 bis 255.255.255.255  reserviert

In Prüfungen sind in der Regel nur die Klasse A, B und C interessant.

Subnetting

Hierbei wird die gegebenen Subnetzmaske verlängert. Dadurch kann man selber neue Subnetze erstellen. Jedoch wird dadurch der Hostanteil kleiner und es werden weniger Hosts pro Subnetz unterstützt.

Supernetting

Supernetting funktioniert wie Subnetting, jedoch wird die Subnetzmaske verkürzt. Dies ist in der Regel nicht prüfungsrelevant. Dies wird zum Beispiel bei Routingtabellen verwendet um mehrere Einträge zusammenzufassen.

Besondere Adressen

Dies sind nur einige exemplarische Adressen.

Private Adressen

Die privaten Adressen werden nicht ins Internet geroutet und können in beliebig vielen LANs eingesetzt werden.

Diese Adressen sind:

  1. 10.0.0.0 bis 10.255.255.255 (Klasse A)
  2. 172.16.0.0 bis 172.31.255.255 (Klasse B)
  3. 192.168.0.0 bis 192.168.255.255 (Klasse C)

APIPA-Adressen

Bei APIPA handelt es sich um ein Protokoll, welches IP-Adressen ohne DHCP-Server automatisch ermittelt. Hierbei wird ein Broadcast ans APIPA-Netz gesendet und eine freie Adresse angenommen. Diese Adressen gehen von 169.254.0.0 bis 169.254.255.255.

Loopback-Adressen

Die Loopback-Adressen weisen auf das eigene System, auch bekannt als "localhost". Die bekannteste hier ist 127.0.0.1. Jedoch geht der gesamte Adressraum von 127.0.0.0 bis 127.255.255.255.

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