Netzwerkadressierung

In diesem Abschnitt steht das Konfigurieren und Nutzen von Geräten im Netzwerk im Mittelpunkt.
Das allgegenwärtige TCP/IP-Protokoll nutzt IP-Adressen, um Informationen zielgerichtet von Sender zu Quelle zu transportieren. Zeit, sich mit diesem Protokoll zu beschäftigen.

Inhaltsverzeichnis

IP-Adressen

Als absehbar war, dass die IP-Adressen auf Basis des Internet-Protokoll IPv4 knapp werden würden, fand ein Versionswechsel statt, der zur Folge hatte, dass die Adressgröße von 32 auf 128 Bit erweitert wurde.
Mitte 1999 hat die Internet Engineering Task Force (IETF) einen weltweiten Versuch gestartet, um die Version 6 des Internet-Protokoll (IPv6) einzuführen. Schon damals hieß es, dass mit diesem Protokoll  die Probleme des heute immer noch verwendeten IPv4 beseitigt werden sollen. Oberste Priorität habe die Schaffung neuer IP-Adressen für die ständig wachsende Internet-Gemeinde.
Das mittlerweile vor über 40 Jahren entwickelte IPv4 verwendet ein 32-Bit-Adresssystem, das theoretisch an die vier Milliarden IP-Adressen ermöglicht. In der Praxis ist aber ein großer Teil dieser Adressen durch Gruppenbildung und andere Mechanismen nicht nutzbar.
Das „neue“ IPv6 dagegen arbeitet mit einem 128-Bit-System, ein Adressraum, der praktisch kaum vorstellbar ist. Tippen Sie doch einmal in Ihren Taschenrechner 2 hoch 128 ein, SIe erhalten eine astronomisch hohe Zahl (ungefähr 3,4 * 1038). Berechnungen besagen, dass jedem Quadratmeter der Erde 1.500 IP-Adressen zugewiesen werden könnten.
Weitere Vorteile des „neuen“ Internet-Protokolls sind die größere Sicherheit, eine bessere Unterstützung von Echtzeitanwendungen sowie eine höhere Router-Leistung. IPv6 sollte bis 2005 nach und nach eingeführt werden und IPv4 abgelöst haben, da die Abwärtskompatibilität mit Software und Netzwerkkomponenten, die den IPv4-Standard verwenden, laut IETF gewährleistet ist.

 
Das Internet Protocol Version 6 ist inzwischen essenziell, nicht nur, wenn man im Netz per Fernzugriff den angebundenen Eltern PC-Service leisten will. Aber auch nach dem öffentlichen Start 2013 in Deutschland scheitern manche Router schon daran, einfach nur Internet per IPv6 bereitzustellen. Zeit, sich etwas detaillierter mit beiden Protokollen zu beschäftigen.

 

IPv4-Adressierung

Unter IPv4-Adressierung ist das Festlegen einer einmaligen, repräsentierenden Rechnerkennung in Form einer durch drei Punkte getrennten 32-Bit-Zahl zu verstehen. Jede IPv4-Adresse besteht aus der Netzwerk-ID (für die Netzwerkerkennung) im vorderen Teil und der Host-ID ( für die Netzknotenerkennung) im hinteren Teil.

Die IPv4-Adresse ist 32 Bit groß/lang. Sie ist in 4 Byte zerlegt und wird durch Punkte in sog. Quads voneinander getrennt. Jedes Byte kann einen Wert von 0 bis 255 annehmen (XXX.XXX.XXX.XXX).

Die IP-Adressen werden in 5 Klassen eingeteilt. In jeder Klasse haben die Netz-ID und die Host-ID unterschiedliche Gewichtungen.

Eine Netzklasse ist abhängig von der Anzahl der an das Internet angeschlossenen Computer. Man unterscheidet zwischen den Klassen A, B und C:

  • Ein Netz der Klasse C erlaubt die Zuweisung von maximal 256 Adressen (zum Beispiel 193.96.28.0 bis 193.96.28.255) abzüglich der ersten Adresse für das Netz und der letzte Adresse für den Broadcast – also: 28 -2 = 256 – 2 = 254 maximale Clients ohne Subnetting, einer Möglichkeit, einem Hauptnetz Unternetze hinzuzufügen. Der Adressbereich für Klasse-C-Netze geht von 192.0.0.0.bis 223.255.255.255.
  • In der B-Klasse vervielfältigt sich die mögliche Anzahl der an das Internet angeschlossenen Computer auf 65.534 maximale Clients
    ohne Subnetting: 216 -2 = 65.534. Der Adressbereich für Klasse-B-Netze geht von 128.0.0.0 bis 191.255.255.255
  • Die A-Klasse fasst bis zu 16.777.214 (224 -2) maximale Clients ohne Subnetting (zum Beispiel 100.0.0.0 bis 100.255.255.255).
    Der Adressbereich für Klasse-A-Netze geht von 1.0.0.0 bis 126.255.255.255 (die Adresse 127.x.x.x ist für den Loopback reserviert.)

Zudem gibt es noch ein Klasse-D-Netz von 224.0.0.0 bis 239.255.255.255 und ein Klasse-E-Netz von 240.0.0.0 bis 254.255.255.255 sowie die Broadcastadresse 255.255.255.255. Die Klassen D und E sind reserviert und nicht für den allgemeinen Gebrauch freigegeben. Ein Broadcast ist eine Nachricht in einem Rechnernetz bei der Datenpakete von einem Punkt aus an alle Teilnehmer eines Nachrichtennetzes übertragen werden.

IPv4-Subnetzmaske

Ein Subnet ist ein Teilnetz eines Netzwerks, in dem IP-Adressen mit der gleichen Netzwerkadresse benutzt werden. Jede IP-Adresse teilt sich in Netz-Adresse und Host-Adresse. Warum wird dennoch neben der IP-Adresse eine Subnet-Mask benötigt? Die Subnet-Mask, die ebenfalls eine durch drei Punkte getrennte 32-Bit-Zahl darstellt, wird benötigt, damit der Empfänger von IP-Paketen den Teil der IP-Adresse der die Netzwerk-ID enthält, von dem Teil der Adresse der die Host-ID enthält, trennen und dadurch unterscheiden kann.

Je nach verwendeter Netzwerk-Adresse und Subnetzmaske wird eine bestimmte Host-Anzahl in einem Subnetz adressierbar.