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- IP-Adressierung / IP-Adressklassen

 
 
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Netzwerkkarte einbauen, Strippen einstöpseln und gut.
   ... UND GUT? Nicht so ganz... Abhängig vom Betriebssystem müssen der –IP-Dienst installiert und –IP-Adressen vergeben werden. Das WIE findet sich in den Hilfedateien der jeweiligen Betriebssysteme, das WARUM ist im Folgenden grob umrissen:

Warum IP-Adressen?

Mit Hilfe der IP-Adressen können Rechner und Router einfach den Standort eines Rechners ermitteln und den optimalen Weg (Routing) des zu übertragenden Daten-Paketes dorthin ermitteln. Die weltweit eindeutige IP-Adresse (Ausnahme: reservierte Netze, dazu unten mehr) besteht aus zwei Teilen:

  • Dem Netzwerk-Teil, der festlegt, in welchem Netz sich ein Rechner befindet (vergleichbar mit der Vorwahl einer Telefonnummer) und dem
  • Rechner- bzw NODE- Anteil (vergleichbar mit der Durchwahl).
    (Die hier nach einem ":" öfter mal auftauchende "Portnummer" bezeichnet einen bestimmten Dienst auf dem Rechner, z.B. "80" den Standard-"anschluß" des Dienstes HTTP.)

 

Tabelle 1:
Aufbau der IP-Adressen

Die IP-Adressen bestehen aus 4 Gruppen ("Byte"), die i.a. dezimal dargestellt und durch Punkte getrennt werden (dotted decimal notation); z.B.: 194.62.15.2 Diese Darstellungsweise dient jedoch nur zur Eingabe in bzw. Anzeige durch den Rechner. Intern arbeitet der Rechner immer mit der dualen Darstellung; also in diesem Beispiel: 1100 0010 0011 1110 0000 1111 0000 0010.
Um die Netzgröße (die Anzahl der in einem definierten Netz maximal adressierbaren NODES) variabel zu halten, sind die beiden oben erwähnten Teile der Adresse ("Netzwerk-Adresse" und "Node-Adresse") nicht fest vorgegeben (s. Tabelle 1), sondern variabel in Abhängigkeit von den zwei höchstwertigsten Bits im höchstwertigen Byte. Man erhält somit drei verschiedene Adreßklassen:

Class msb (1, 2) im
ersten Byte
dezimal Netzwerk-(N)/
Host-(H) - Teil
verfügbare
Adressen (*)
A 0xxxxxxx 0-127 N.H.H.H 16.777.216
B 10xxxxxx 128-191 N.N.H.H 65.536
C 11xxxxxx 192-223 N.N.N.H 256

(*) Bei den o.g. Angaben für die Anzahl der Rechner handelt es sich um theoretische Werte, da der höchste Wert (alle Bits auf "1", dez: "255") eines jeden Adreßbereiches die Broadcastadresse darstellt (und somit für die Rechneradressierung nicht genutzt werden sollte) und der kleinste Wert (alle Bits auf "0") zur Bezeichnung des Netzes in der Routingtabelle genutzt wird und auch nicht verwendet werden soll.

-Bei der oben erwähnten Adresse 194.62.15.2 hat das erste Byte (Oktett) folgendes Aussehen: 11000010. Da die ersten beiden Bit den Wert 1 haben, handelt es sich um eine Class C-Adresse (dez. Wert zwischen 192 und 223 im ersten Byte). Das bedeutet, daß 194.62.15 die Adresse (Telefonanalogie: Vorwahl, Ortsnetzkennzahl) des Netzwerkes darstellen, die 2 die Adresse des Rechners (Durchwahl).

 

 

Die Adresse 127.0.0.1

...spielt eine besondere Rolle: - denn sie zeigt per Definition immer auf den lokalen / eigenen Rechner. Dieser Adresse wird i.a. der Name "localhost" zugewiesen. Laut Standard ist die Verwendung des Netzes 127.x.x.x unzulässig. Die 127.0.0.1 kann somit nur genutzt werden, um die Installation des eigenen Rechners (Layer 3 bis 7 im OSI-Referenzmodell) zu überprüfen!

 

Tabelle 2:
Die Netzmaske / Bildung von Netzen

Die Netzmaske dient dem Rechner intern dazu, die Zuordnung von Netzwerk-Teil und Host-Teil vorzunehmen. Sie hat denselben Aufbau wie eine IP-Adresse (32 Bit bzw. 4 Byte). Per Definition sind alle Bit des "Netzwerk-Teils" auf 1 zu setzen, alle Bit des "Host-Teils" auf 0. Für die o.g. Adreßklassen hat die Netzmaske demnach folgendes Aussehen:

Class binär (1: Netzanteil, 0: Node, Host)
dezimal hex
A 1111 1111.0000 0000.0000 0000.0000 0000 255.000.000.000
ff . 00 . 00 . 00
B 1111 1111.1111 1111.0000 0000.0000 0000 255.255.000.000
ff . ff . 00 . 00
C 1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000 255.255.255.000
ff . ff . ff . 00

Die Netzklassen "D" (224 .. 239) und "E" (240 .. 255) sind für interne Zwecke, z.B. Tests, reserviert.

 

 

Tabelle 3:
Adressen für private Netze (reservierte IP-Adressen)

Für den Gebrauch in privaten Netzen ohne direkten Zugang zum Internet hat die IANA in jeder Netzklasse einen Adressbereich reserviert, der im "Netz der Netze" definitiv unzulässig ist:

10.0.0.0 bis
10.255.255.255
172.16.0.0 bis
172.31.255.255
192.168.0.0 bis
192.168.255.255
-1- Class A-Netz -16- Class B-Netze -256- Class C-Netze
1 x 16.646.144 Hosts 16 x 65.024 Hosts 256 x 254 Hosts

Diese Adressen werden im Internet nicht vergeben. Das bedeutet, dass sie für Privat- und Firmennetze ohne direkten Internetzugang beliebig oft eingesetzt werden können. (Weitere Informationen dazu im RFC 1918). Sie kommen i.a. zum Einsatz, wenn man für das in Frage kommende Netz einen eigenen Gateway/Proxy/Firewall und/oder NAT (Native Address Translation) einsetzt, um es mit dem Internet zu verbinden. Verwendet man für ein solches privates Netz eine nicht reservierte IP-Netz-Adresse, dann können alle Rechner, die im Internet mit identischen Node-Adressen in diesem Netz stehen, von diesem internen Netzwerk aus nicht erreicht werden, da bereits der erste Gateway sie als im eigenen Netz vorhanden nicht routet.

 

Ein sprachliches Schmankerl. -Router:
 

1.: Pronunciation: 'ruh-t&r', Function: noun: one that routes.

2.: Pronunciation: 'rau-t&r', Function: noun: one that routs : as
-a: a routing plane,
-b: a machine with a revolving vertical spindle and cutter for milling out the surface of wood or metal

-Beim "Rauter"(2.) handelt es sich um
-a: einen Hobel,
-b: eine Oberfräse zur HOLZ- und METALL-Bearbeitung!

...die "spanabhebende Datenverarbeitung" ist (glücklicherweise noch) nicht sehr weit verbreitet!
 

 


 

Wem der Schädel noch nicht raucht und / oder wer unbedingt rumfreaken muß, der kann noch weitere Verwirrung stiften:

Subnetting

Die Netzmaske kann manuell überschrieben werden. Das bedeutet, das die Nullen im jeweils ersten Node-Oktett bitweise von links nach rechts durch Einsen ersetzt werden. Die Zuordnung zu den Klassen A, B, C verändert sich allerdings trotz der Meinung einiger "Fachleute" definitiv nicht! (s. hierzu Tabelle 1)

Es ergibt sich, daß nun das einzelne Bit die Netzzuordnung bestimmt (s. die 2. und 3. Spalte in Tabelle 4). Mit jedem auf "1" gesetzten Bit verdoppelt sich die Anzahl der zur Verfügung stehenden Netze, gleichzeitig halbiert sich allerdings auch die Anzahl der zur Verfügung stehenden Nodes je Netz.

Diese Option sollte man sich heutzutage aber nur noch als Berufs-Masochist offenhalten, da alle modernen Netzwerkkomponenten auch mit reservierten Adressen und mehreren logischen Netzen auf einem physikalischen Netz klarkommen und somit kein echter Bedarf an Subnetting mehr zu rechtfertigen ist. Im Gegenzug weigern sich einige ältere Router, Subnetze und auch reservierte Adressen (Tabelle 3) zu verbinden.

Tabelle 4:
mögliche Subnetzmasken:

 
“n-bit subnetting“ dezimal a..d binär d Anzahl Netze
(**)
Adressen
/Netz
basic C-class net: 255.255.255.0 0000 0000 1
(1)
254
1 255.255.255.128 1000 0000 2
(0)
126
2
(siehe Tabelle 5)
255.255.255.192 1100 0000 4
(2)
62
3 255.255.255.224 1110 0000 8
(6)
30
4 255.255.255.240 1111 0000 16
(14)
14
5 255.255.255.248 1111 1000 32
(30)
6
6 255.255.255.252 1111 1100 64
(62)
2
7 255.255.255.254 1111 1110 128
(126)
0 (***)

 

Tabelle 5:
Netzwerkadressen für 2-bit-Subnetting in einem Klasse-C-Netz

   (siehe Tabelle 4, Zeile "2")
 
Network address network IP-adress broadcast status
a.b.c.0 0 1..62 63 nicht empfohlen (**)
a.b.c.64 64 65..126 127 erlaubt
a.b.c.128 128 129..190 191 erlaubt
a.b.c.192 192 193..254 255 nicht empfohlen (**)

(**) tatsächliche Anzahl der erlaubten Netze, nach RFC wird die Nutzung des ersten und letzten Netzes nicht empfohlen, unter Anderem, da ältere Router u.U. hier den Dienst verweigern.

(***) nur broadcast, kein Node möglich, daher nicht wirklich praktikabel.

 

 

 

 


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