IP-Adresstypen
Öffentliche IP-Adressen
Öffentliche IP-Adressen werden zur eindeutigen Identifizierung von Geräten im Internet verwendet und ermöglichen deren direkte Kommunikation miteinander. Die Verteilung öffentlicher Adressen wird durch ein hierarchisches System von Organisationen verwaltet: IANA (Internet Assigned Numbers Authority) auf globaler Ebene, regionale Internet-Register (RIR) auf kontinentaler Ebene und lokale Internet-Register (LIR), wie Internetanbieter und Hosting-Unternehmen, auf lokaler Ebene.
Private IP-Adressen
Private IP-Adressen dienen zur Identifizierung von Geräten in lokalen Netzwerken und können ohne Einsatz von Adressübersetzungstechnologien (NAT) nicht direkt für den Internetzugang verwendet werden. Reservierte Bereiche privater Adressen:
- 10.0.0.0 - 10.255.255.255
- 172.16.0.0 - 172.31.255.255
- 192.168.0.0 - 192.168.255.255
Subnetzmaske
Die Subnetzmaske bestimmt, welcher Teil der IP-Adresse zum Netzwerk gehört und welcher zu den Geräten (Hosts) in diesem Netzwerk. Sie besteht ebenfalls aus vier Oktetts und wird zum Beispiel als 255.255.255.0 dargestellt. IP-Adresse und Subnetzmaske werden gemeinsam verwendet, um die Netzwerkgrenzen zu bestimmen.
CIDR-Präfix
Das CIDR-Präfix (Classless Inter-Domain Routing) gibt die Anzahl der Bits an, die für den Netzwerkteil der IP-Adresse verwendet werden. Es wird als Schrägstrich und Zahl nach der IP-Adresse geschrieben, zum Beispiel /24. Das CIDR-Präfix ermöglicht eine flexible IP-Adressverteilung und die Erstellung von Netzwerken unterschiedlicher Größe.
IP-Adressklassen (veraltet)
In der Vergangenheit wurde ein klassisches Adressierungssystem verwendet, das IP-Adressen je nach Netzwerkgröße in die Klassen A, B und C einteilte. Jede Klasse hatte eine feste Präfixlänge und einen Bereich für das erste Oktett:
- Klasse A:
- Bereich des ersten Oktetts: 1-126
- Netzwerkpräfix: /8 (8 Bits für Netzwerk, 24 Bits für Hosts)
- Kapazität: ~16 Millionen Hosts
- Zweck: sehr große Netzwerke (z.B. nationale Provider)
- Klasse B:
- Bereich des ersten Oktetts: 128-191
- Netzwerkpräfix: /16 (16 Bits für Netzwerk, 16 Bits für Hosts)
- Kapazität: ~65.000 Hosts
- Zweck: mittlere und große Netzwerke (z.B. Universitäten, Konzerne)
- Klasse C:
- Bereich des ersten Oktetts: 192-223
- Netzwerkpräfix: /24 (24 Bits für Netzwerk, 8 Bits für Hosts)
- Kapazität: 254 Hosts
- Zweck: kleine Netzwerke (z.B. Heim- oder Büronetzwerke) Dieses System wurde jedoch als ineffizient anerkannt und durch das klassenlose Routing CIDR ersetzt.
Subnetzmasken-Tabelle
Die vollständige Subnetzmasken-Tabelle enthält alle möglichen CIDR-Präfixe, die entsprechenden Subnetzmasken, die Anzahl der IP-Adressen im Netzwerk und die Anzahl der nutzbaren Adressen (abzüglich Netzwerkadresse und Broadcast-Adresse):
| Präfix | Subnetzmaske | Anzahl IP-Adressen | Anzahl nutzbare IP-Adressen |
|---|---|---|---|
| /0 | 0.0.0.0 | 4 294 967 296 | 4 294 967 294 |
| /1 | 128.0.0.0 | 2 147 483 648 | 2 147 483 646 |
| /2 | 192.0.0.0 | 1 073 741 824 | 1 073 741 822 |
| /3 | 224.0.0.0 | 536 870 912 | 536 870 910 |
| /8 | 255.0.0.0 | 16 777 216 | 16 777 214 |
| /16 | 255.255.0.0 | 65 536 | 65 534 |
| /24 | 255.255.255.0 | 256 | 254 |
| /25 | 255.255.255.128 | 128 | 126 |
| /26 | 255.255.255.192 | 64 | 62 |
| /27 | 255.255.255.224 | 32 | 30 |
| /28 | 255.255.255.240 | 16 | 14 |
| /29 | 255.255.255.248 | 8 | 6 |
| /30 | 255.255.255.252 | 4 | 2 |
| /31 | 255.255.255.254 | 2 | 2 (Sonderfall) |
| /32 | 255.255.255.255 | 1 | 1 (Sonderfall) |
Diese Tabelle dient als praktisches Nachschlagewerk zur schnellen Bestimmung der Netzwerkparameter anhand eines gegebenen Präfixes.
- Präfix /31 (255.255.255.254):
- Dieses Präfix ermöglicht die Erstellung eines Netzwerks mit nur zwei IP-Adressen.
- Normalerweise wird eine Adresse zur Netzwerkidentifizierung und eine andere als Broadcast-Adresse verwendet, wodurch eine Host-Adresszuweisung unmöglich wird.
- Im Sonderfall mit dem Präfix /31 können jedoch beide Adressen für Hosts verwendet werden, da keine Broadcast-Adresse benötigt wird.
- Dieser Ansatz wird üblicherweise für Point-to-Point-Verbindungen verwendet, bei denen nur zwei IP-Adressen benötigt werden, zum Beispiel für eine Direktverbindung zweier Router.
- Präfix /32 (255.255.255.255):
- Dieses Präfix erstellt ein Netzwerk, das nur aus einer IP-Adresse besteht.
- Normalerweise kann eine Adresse nicht verwendet werden, da sie zur Netzwerkidentifizierung reserviert ist.
- Im Sonderfall mit dem Präfix /32 kann diese einzige Adresse jedoch einem Host zugewiesen werden.
- Dieser Ansatz wird häufig für Loopback-Adressen (z.B. 127.0.0.1) oder zur Identifizierung eines bestimmten Hosts im Netzwerk verwendet.
Beispiele für IP-Adressverteilung
Beispiel 1
IP-Adressblock: 192.168.1.0/24
- Suchen Sie das Präfix /24 in der Tabelle.
- Subnetzmaske: 255.255.255.0
- Anzahl IP-Adressen: 256
- Anzahl nutzbarer IP-Adressen: 254
Adressverteilung:
- Netzwerkadresse: 192.168.1.0
- Genutzte Adressen: 192.168.1.1 - 192.168.1.254
- Broadcast-Adresse: 192.168.1.255
Beispiel 2
IP-Adressblock: 10.0.0.0/22
- Präfix /22 in der Tabelle.
- Subnetzmaske: 255.255.252.0
- Anzahl IP-Adressen: 1024
- Anzahl nutzbarer IP-Adressen: 1022
Adressverteilung:
- Netzwerkadresse: 10.0.0.0
- Genutzte Adressen: 10.0.0.1 - 10.0.3.254
- Broadcast-Adresse: 10.0.3.255
Umrechnung einer IP-Adresse von Dezimal in Binär:
Eine IP-Adresse besteht aus vier Oktetts, von denen jedes eine Zahl von 0 bis 255 darstellt. Um eine IP-Adresse in Binärdarstellung umzurechnen, muss jedes Oktett in eine 8-Bit-Binärzahl umgerechnet und dann zusammengesetzt werden.
Beispiel für die Umrechnung von Oktett 192 in Binär:
- 192 / 2 = 96 (Rest 0)
- 96 / 2 = 48 (Rest 0)
- 48 / 2 = 24 (Rest 0)
- 24 / 2 = 12 (Rest 0)
- 12 / 2 = 6 (Rest 0)
- 6 / 2 = 3 (Rest 0)
- 3 / 2 = 1 (Rest 1)
- 1 / 2 = 0 (Rest 1)
Reste in umgekehrter Reihenfolge: 11000000
Beispiel für die Umrechnung der IP-Adresse 192.168.1.100 in Binär:
- 192: 11000000
- 168: 10101000
- 1: 00000001
- 100: 01100100
Zusammengesetzt: 11000000.10101000.00000001.01100100