Subnetzrechner

Die IP-Adresse eines Geräts ist eine eindeutige Kennung, die Informationen über den Standort dieses Geräts und den Grad seiner Verfügbarkeit für den Kontakt mit ihm enthält.

Das Vorhandensein einer IP-Adresse für Geräte ist Voraussetzung für den Informationsaustausch zwischen ihnen. Für ein vereinfachtes Verständnis des Begriffs „IP-Adresse“ können wir eine Analogie zu einer bekannten Postadresse ziehen, die die Zustellung eines Briefes oder Pakets an einen genau definierten Adressaten ermöglicht. Ein ähnlicher Vorgang findet beim Senden von Informationen (Nachrichten) von einem Gerät an ein anderes statt. Bei diesem Vorgang übernimmt die IP-Adresse die Rolle der Postanschrift. Die Abkürzung IP steht für „Internet Protocol“ und bezieht sich auf eine Reihe von Regeln, die das Format der Daten bestimmen, die wir über das Internet (lokales Netzwerk) senden.

IP-Adressgerätespezifikationen

Die Standard-IP-Adresse, die wir im Netzwerk sehen können, besteht aus einer Reihe von Zahlen, die durch Punkte in 4 Gruppen unterteilt sind.

192.168.0.1 ist die häufigste IP-Adresse für die meisten Router und Modems. Viele von uns haben diese Zeichenkombination wiederholt eingegeben, um das Modem- oder Router-Einstellungsmenü aufzurufen.

In der obigen Adresse haben wir 4 Zahlen, von denen jede als Oktett dargestellt wird – eine achtstellige Binärzahl. Seine Werte können im Bereich von 0000 0000 bis 1111 1111 beschrieben werden. Die Beschreibung kann auch in Dezimalschreibweise geschrieben werden und einen Bereich von 0 bis 255 (256 Werte) haben.

In diesem Fall liegt der Adressbereich zwischen 0.0.0.0 und 255.255.255.255. Wenn wir alle möglichen Einträge, also IP-Adressen, zusammenzählen, erhalten wir die Zahl 4.294.967.296.

Das obige Datensatzformat heißt IPv4 und ist die standardmäßige 32-Bit-Form einer Adresse. Derzeit ist es das beliebteste und gefragteste im Netzwerk. Allerdings ist nicht nur IPv4 möglich, es gibt auch einen 128-Bit-Standard namens IPv6. Die Anzahl der Adressen in diesem Format ist so groß, dass für jeden Bewohner unseres Planeten Billionen von Adressen bereitgestellt werden können.

In unserer Beschreibung halten wir uns an den IPv4-Standard, alle Regeln und Prinzipien sind jedoch durchaus auch für IPv6 relevant.

Zusammensetzung der IP-Adresse

Eine Standard-IP-Adresse besteht nicht nur aus einer Reihe von Zahlen, dieser Eintrag enthält Informationen und kann strukturell in zwei Teile unterteilt werden:

Hostnummern,
Netzwerknummer.

Zum Beispiel enthält der bekannte Adresseintrag 192.168.1.34 die folgenden Informationen:

192.168.1 – Netzwerknummer,
34 ist Ihre Geräte-(Host-)Nummer.

Übrigens beginnen alle Geräte im selben Netzwerk bei 192.168.1. Wenn die IP-Adresse des Geräts den Eintrag 192.168.2 enthält, kann es das vorherige Gerät (192.168.1) nicht kontaktieren. Um solche Geräte miteinander zu verbinden, benötigen Sie einen separaten Router, der diese Aufgabe erledigt. Dieser Router fungiert als Brücke – Daten von einem Netzwerk können über ihn zu einem anderen Netzwerk gelangen.

IP-Adressklassifizierung

Um die Arbeit mit IP-Adressen zu optimieren, werden diese nach den folgenden Typen klassifiziert.

Klasse A – große Netzwerke.
Klasse B – mittlere Netzwerke.
Klasse C – kleine Netzwerke.
Klasse D – reservierte Adressen im Format 127.0.0.0 (localhost).
Klasse E – reservierte Adressen im Format 192.168.X.X. (ID von Modems und Routern).

Trotz der scheinbar großen Anzahl verfügbarer IP-Adressen gibt es im Vergleich zur Anzahl der Geräte (Hosts) im Netzwerk einen Mangel an IP-Adressen. Dieses Problem führte zum Übergang zur aktiven Nutzung von IP-Adressen des IPv6-Standards in der Arbeit von Internetprovidern. Wenn sich eine Adresse im IPv4-Format jedoch problemlos in IPv6 konvertieren lässt, ist eine Rückkonvertierung in IPv4 nicht mehr möglich.

Da nicht alle Anbieter ihre Teilnehmer vom IPv4-Format auf das IPv6-Format umgestellt haben, dominieren beide Adressen im Netzwerk. Das Problem bei dieser kombinierten Verwendung verschiedener Standards ist deren Inkompatibilität. Um dieses Problem zu lösen, wird ein spezieller Algorithmus namens „Tunneling“ verwendet. Es besteht darin, einen speziellen Kanal zu schaffen, über den Geräte mit unterschiedlichen IP-Adressstandards Informationen austauschen können.

Die Kenntnis der Funktionen des IP-Adressgeräts ist eine Voraussetzung, wenn Sie Netzwerke selbstständig entwerfen müssen, sowie bei der Lösung einer Reihe anderer Aufgaben im Zusammenhang mit der Einrichtung des Internets und lokaler Netzwerke.

Eine Subnetzmaske ist ein spezieller Algorithmus, der es Ihnen ermöglicht, die Netzwerknummer und die Gerätenummer (Hostnummer) aus einer IP-Adresse zu extrahieren. Optisch kann der Subnetzmaskeneintrag leicht mit einer regulären IP-Adresse verwechselt werden, aber in Wirklichkeit enthält seine Bezeichnung eine Folge von Einsen und Nullen, die angibt, wie viele Bits in der IP-Adresse von der Netzwerknummer belegt sind und wie viele Bits sind nach der Gerätenummer (Hostnummer).

Darüber hinaus werden mit Hilfe dieses Algorithmus mehrere Subnetze innerhalb eines einzigen großen Netzwerks erstellt. Wenn diese Methode implementiert ist, können Subnetze über einen Computer verbunden werden, der als Router fungiert. Dieser Ansatz ermöglicht es Hosts aus verschiedenen Netzwerken, sich miteinander zu verbinden.

Was ist eine Subnetzmaske und wie berechnet man sie?

Eine Subnetzmaske besteht wie eine IP-Adresse aus vier Zahlen: 255.255.0.0.

Der Anfang des Eintrags ähnelt optisch dem Format einer IP-Adresse. Wenn der obige Eintrag im Binärcode dargestellt wird, erhält man die folgende Reihenfolge: 1111 1111 0000 0000. In diesem Eintrag geben Nullen Auskunft über die Gerätenummer (Hostnummer) und Einsen über die Netzwerknummer.

Um eine Maske zu erstellen, verwenden Sie in der Regel die logischen Operatoren „AND“ und „NOT“. Wenn wir wissen, wie sie funktionieren, können wir praktisch die Subnetzmaske von jeder gegebenen IP-Adresse erhalten.

Wie die Subnetzmaske ausgewählt wird

In den meisten Fällen wird die Subnetzmaske programmgesteuert festgelegt. Dies kann bei der Konfiguration des Servers oder Systems erfolgen. Damit der Benutzer die Subnetzmaske herausfinden kann, muss er deren Beschreibung finden, die in den erweiterten Netzwerkeinstellungen zu finden ist.

Die Maske enthält Informationen über die Anzahl der Bits in der Netzwerknummer. Bei einem großen Netzwerk ist beispielsweise nur die erste Zahl eine Zahl: 255.0.0.0. Für ein kleines Netzwerk ist der Eintrag 255.255.255.0 relevant, in dem die Netzwerknummer durch die ersten drei Zahlen angegeben wird.

Eine andere Möglichkeit, Subnetzmasken zu verwenden

Das Hervorheben von Geräte- und Netzwerknummern mithilfe einer Subnetzmaske ist nicht die einzige nützliche Funktion.

Mit diesem Algorithmus ist es möglich, große Netzwerke in kleinere aufzuteilen. Diese Möglichkeit können wir beispielsweise nutzen, wenn wir vor der Aufgabe stehen, das Gesamtnetzwerk des Unternehmens in voneinander getrennte, aber im selben Gebäude untergebrachte Abteilungen und Büros aufzuteilen.

Angenommen, wir haben die Netzwerknummer 185.12.0.0 mit der Maske 255.255.0.0. Dieses Netzwerk ist in der Lage, mehr als 65.000 Geräte bereitzustellen, was ausreicht, um alle Computer in einem Büro unterzubringen.

Aber was tun, wenn wir mehrere kleine Büros im selben Gebäude haben und alle an das Netzwerk angeschlossen werden müssen? Für jedes einzelne Büro ein neues Netzwerk mit Zehntausenden IP-Adressen zu schaffen, ist eine eher irrationale Lösung. Daher glauben wir, dass der praktischste Ausweg aus der Situation darin besteht, das 185.12.0.0-Netzwerk in separate Subnetze aufzuteilen.

Um diese Aufgabe umzusetzen, nehmen wir die Maske 255.255.255.0 statt 255.255.0.0. Dadurch werden wir 256 kleine Subnetze in einem großen haben. Jedes Subnetz kann 256 Geräte unterstützen.

Für ein Büro mit mehr Geräten können wir die Maske 255.255.254.0 verwenden. Dadurch können wir bis zu 512 Geräte an das Netzwerk anschließen, die Anzahl der Subnetze verringert sich jedoch auf 128.

So zählen Sie Subnetze

Es ist oft notwendig, die Subnetzmaske zu berechnen – dies ist relevant, wenn es für uns wichtig ist, die Anzahl der IP-Adressen in einem Subnetz zu bestimmen oder Geräte wie Modem, Router usw. zu konfigurieren.

Wer die Anzahl der Subnetze manuell berechnen möchte, kann die universelle Grundformel verwenden:

232 – N – 2,

wobei N die Länge des Subnetzes (Anzahl der Bits) ist.

Allerdings zählt selten jemand die Anzahl der Subnetze manuell, da es zu diesem Zweck spezielle Rechner im Netzwerk gibt, mit denen Sie alle Berechnungen online durchführen können.

Die Berechnung einer Subnetzmaske ist eine ziemlich komplexe Aufgabe, für deren Umsetzung Sie die Grundlagen des Netzwerkaufbaus kennen müssen. Um diese Aufgabe zu vereinfachen, haben Experten jedoch spezielle Rechner entwickelt, die die Berechnung der Subnetzmaske bei Vorhandensein aller Ausgangsdaten erheblich vereinfachen können.

{$ subpageListHide ? ('Show' | translate) : ('Hide' | translate) $}