IP-Adressen für Anfänger


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Aus Gründen kam ich heute nach ewigen Zeiten mal wieder in den Genuß, mich mit IP-Adressen und Subnetting auseinandersetzen zu dürfen.

Da ich selbst immer wieder im Netz nachgucken muss, wie man die NetzID bestimmt oder andere Dinge mit IPs anstellt und ich jedes Mal wieder bitter enttäuscht werde, dass die Quellen mir nicht das vermitteln, was ich suche, schreibe ich hier nun einen eigenen Reminder zu diesem Thema :)

Da das Thema nicht in 10 Sätzen abgehandelt sein wird, kann es sein, dass ein mehrteiliger Artikel daraus wird.

Und los geht’s!

Was sind eigtl. IP-Adressen?
Das sind diese merkwürdigen Zahlenkolonnen mit Punkten dazwischen wie z.B. 127.0.0.1 oder 192.168.1.1

Doch wofür sind diese IP-Adressen eigtl. gut?
Nun, man adressiert darüber die verschiedenen Netzkomponenten (PC, Drucker, Router, etc) z.B. in einem LAN.

Okay, aber warum tut man das nicht über die MAC-Adresse?
MAC-Adressen sind zwar (i.d.R.) eindeutig. Allerdings haben sie eine Kennung, bei welchem Hersteller (somit meist auch in welchem Land) die zugehörige Komponente hergestellt wurde. Man stelle sich nun mal vor, was passiert, wenn eine Netzkomponente, die in den USA gefertigt wurde, in Deutschland steht. Dann müsste erstmal eine weltweite ARP-Anfrage erfolgen, um rauszubekommen, wo die Komponente denn nun steht. Das gibt dann verständlicherweise ganz ganz schnell einen Engpass im Netz.
Daher sind findige Institutionen auf die Idee gekommen, die IP-Adressen einzuführen, um die ganzen Komponenten hirarchisch zu segmentieren, was die Adressierung wesentlich übersichtlicher und schneller macht.

Wie ist denn so eine IP nun aufgebaut?
Der Bereich der IP-Adressen geht von 0.0.0.0 bis 255.255.255.255 und bildet somit 4.294.967.296 mögliche Adressen ab.
Dieser Wert ergibt sich dadurch, dass  IP-Adressen aus 32 Bits bestehen, von denen jedes den Zustand 0 oder 1 annehmen kann.
Wir haben also 2³² Zustände, was dann die Zahl 4.294.967.296 ergibt.
Genauso könnte man auch sagen: wir haben 4 Blöcke (Oktette) von 0-255 also 256^4 (0 bis 255 = 256, 0 wird mitgezählt).

Dies ja bloß langweilige graue Theorie – wie läuft das in der Praxis?
In der Praxis läuft es meist so ab, dass man z.B. bei seinem ISP einen Adressbereich beantragt und dann folgende Antwort erhält:

…  stellen Ihnen das Netz 213.16.128.0/24 zur Verfügung …

 

Äh, was? Das ist ja nur eine IP-Adresse. Wo sind die anderen? Welche Subnetzmaske habe ich? Hilfeeee!
Jupp, genau. Arschkarte!

Aber ganz so schlimm ist es nicht. Man hat mit „213.16.128.0/24“ alle Informationen, die man braucht.

Schauen wir doch zuerst mal, wieviele mögliche Hosts wir versorgen können.

Das „/24“ hinter der IP ist die CDIR-Notation der Netzmaske,welche auch 32 Bits lang ist, und die sagt uns, wieviele IP-Adressen uns zur Verfügung stehen.

Um das zu erläutern, schreiben wir die Netzmaske einmal als Binär-Code auf.

Okay, aber wie geht das?
Man setzt einfach von links nach rechts in jedem Oktett solange die Bits auf 1, bis man 24 Bits auf 1 gesetzt hat.

Die 255.255.255.0 kommt einigen wohl bekannter vor. Dies ist die dezimale Schreibweise von „/24“

Nun die Frage, wieviele IP-Adressen uns hier zur Verfügung stehen. Dazu gibt es verschiedene Ansätze.

  1. „…da steht ’ne 0 und das geht bis 255. Also kann man 256 Adressen vergeben. Blöde Frage!“
  2. die letzten 8 Bit der Netzmaske sind 0. Man kann also 2^8 Adressen, also 256 Adressen vergeben.
  3. wir wissen, dass es 32 Bits gibt. Ziehen wir davon 24 gesetzte Bits (die, die auf 1 stehen) ab, bleiben 8 Bits über. 2^8 = 256 Adressen, die vergeben werden können

Aber Obacht!
256 Adressen sind nicht gleich 256 Geräte!
Wir müssen beachten, dass es in jedem Netz eine Adresse gibt, die das Netz selbst bezeichnet (immer die kleinste Adresse) und eine sog. Broadcast-Adresse (immer die größte Adresse). Somit bleiben uns 254 Adressen, die wir für unsere Netz-Komponenten verplanen können.

Okay, kapiert. War einfach!
Dann gehen wir zu einem weiteren Beispiel über.

Aufgabe
Gegeben ist die Adresse 192.168.2.125/28
Bestimme die Anzahl der IP-Adressen, die Anzahl der max. nutzbaren Geräte, die NetzID (kleinste Adresse) und die Broadcast-Adresse (größte Adresse) aus dem gegebenen Netz.

Lösung
In einem /28 Netz haben wir 2^4=16 Adressen zur Verfügung.
Die 4 ergibt sich, indem wir von den max. 32 setzbaren Bits die 28 gesetzten Bits abziehen. Bleiben 4 ungesetzte Bits.
Nun müssen wir – von 125 ausgehend – die nächstkleinere Zahl suchen, die durch 16 teilbar ist. Das wäre die 112 (112:16=7). Wir hätten also als NetzID die 192.168.2.112. Das Netz reicht von (einschliesslich) .112 bis .127. Die Broadcast-Adresse ist also 192.168.2.127. Somit ergeben sich 14 Nutzbare Adressen.

Alternative Lösung
Man verknüpft in der binären Schreibweise die IP-Adresse und die Netzmaske über ein logisches UND, um so die NetzID zu erhalten. Die Anzahl der Adressen ergibt sich wie oben.

Wer Fehler findet oder Anregungen hat, teilt sie bitte gerne mit.
Hab den Artikel mit Bier geschrieben. Man verzeihe mir :)

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Jan B-Punkt

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CEO, bitch!
Ich bin Jan, der Hauptakteur bei janbpunkt.de. Naja, eigtl. bin ich sogar der einzige Schreiberling hier. 1980 in Eckernförde geboren, lebe ich aktuell mit meiner Frau in Kiel und habe Spaß an Technik, Gadgets und dem Internet. Außerdem fotografiere und zocke ich gern. Verständlich, dass die meisten Artikel sich daher auf eben jene Themen beziehen.
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