IP-Adresse und Subnet Mask: Eine Einführung
07.06.2022Lesezeit: 1 Min.
TCP/IP (Internet Protocol) ist eine Reihe von Kommunikationsprotokollen, die zur Verbindung von Netzwerkgeräten (Router, 10Gbe-Switch usw.) im Internet verwendet werden. In der TCP/IP-Konfiguration sind eine IP-Adresse, eine Subnet Mask und ein Default Gateway erforderlich. Es ist zwar wichtig zu verstehen, wie TCP/IP-Netzwerke adressiert und in Netzwerke und Subnetzwerke unterteilt werden, doch könnte es von Vorteil sein, einige Informationen über IP-Adresse und Subnetzmaske zu erhalten. Lassen Sie uns also einige allgemeine Konzepte von IP-Adresse und Subnetzmaske durchgehen.
IP-Adressen: Über Netzwerke und Hosts
Die IP-Adresse ist eine logische numerische Adresse, die jedem einzelnen Computer, Drucker, Gigabit-Ethernet-Switch, Router oder jedem anderen Gerät in einem TCP/IP-basierten Netzwerk zugewiesen wird, wobei jeder von ihnen eine eindeutige IP-Adresse besitzt. IP-Adressen werden entweder manuell (statische IP-Adresse) oder durch einen DHCP-Server konfiguriert. Eine IP-Adresse besteht aus 4 Datenbytes. Ein Byte besteht aus 8 Bits (ein Bit ist eine einzelne Ziffer und es kann nur entweder eine 1 oder eine 0 sein), daher haben wir insgesamt 32 Bits für jede IP-Adresse. Hier ein Beispiel für eine IP-Adresse im Binärformat: 10101100. 00010000. 11111110.00000001. Der Einfachheit halber wird normalerweise die dezimale Darstellung verwendet, um die IP-Adresse wie folgt zu formulieren: 172. 16. 254. 1

Typen von IP-Adressen
Private IP-Adressen: Diese Adressen werden innerhalb eines lokalen Netzes verwendet, z. B. in einem Büro- oder Heim-Intranet, und werden vom Router des Netzes zugewiesen. Private IP-Adressen sind eindeutige Kennungen für Geräte innerhalb des lokalen Netzwerks und sind nicht über das Internet zugänglich.
Öffentliche IP-Adressen: Diese Adressen werden dem Hauptgerät zugewiesen, in der Regel einem Router, der ein Geschäfts- oder Heimnetzwerk mit dem Internetdienstanbieter (ISP) verbindet. Öffentliche IP-Adressen werden für die Kommunikation zwischen Geräten im Internet verwendet und sind für Dienste wie Online-Spiele, Webserver und Fernverbindungen erforderlich.
Dynamische IP-Adressen: Dynamische IP-Adressen werden einem Netz automatisch durch das Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) zugewiesen. Jedes Mal, wenn sich ein Benutzer beim Netz anmeldet, wird ihm eine neue IP-Adresse aus einem Pool verfügbarer Adressen zugewiesen. Dynamische IP-Adressen können sich über verschiedene Sitzungen hinweg ändern.
Statische IP-Adressen: Statische IP-Adressen werden manuell konfiguriert und sind fest mit dem Netzwerk eines Geräts verbunden. Sie ändern sich nicht automatisch und werden oft bestimmten Benutzerkonten durch den Internetdienstanbieter zugewiesen. Statische IP-Adressen sind vorteilhaft für Dienste, die eine ständige Erreichbarkeit erfordern, wie z. B. das Hosten von Servern oder die Aufrechterhaltung einer zuverlässigen Webpräsenz.
Wie funktionieren IP-Adressen?
IP-Adressen dienen der eindeutigen Identifizierung von Geräten und Netzen und ermöglichen ihnen die Kommunikation und den Datenaustausch im Internet. Wenn ein Gerät auf eine Website zugreifen möchte, verwendet es die IP-Adresse, um den Webserver, auf dem der Inhalt gehostet wird, zu finden und eine Verbindung zu ihm herzustellen. Jedes an diesem Prozess beteiligte Gerät, einschließlich des anfragenden Geräts, des Routers und des Webservers, hat seine eigene IP-Adresse. Diese Adressen erleichtern die Weiterleitung von Datenpaketen und ermöglichen eine nahtlose Kommunikation und den Zugang zu Online-Ressourcen.
Was ist Subnetting und was ist eine Subnet Mask?
Subnetting ist der Prozess, bei dem das größere Netzwerk in kleinere Subnetzwerke (Subnetze) aufgeteilt wird. Wir reservieren immer eine IP-Adresse zur Identifizierung des Subnetzes und eine weitere zur Identifizierung der Broadcast-Adresse innerhalb des Subnetzes. Durch Subnetting werden größere Netzwerke in kleine Teile zerlegt, was effizienter ist und eine große Anzahl von Adressen einspart. Die kleineren Netzwerke erzeugen daher weniger Broadcast und damit weniger Broadcast-Verkehr. Außerdem vereinfacht Subnetting auch die Fehlersuche, indem Netzwerkprobleme bis zu ihrem Ursprung isoliert werden.
Vorteile von Subnetting:
Effiziente Netzwerkverwaltung: Das Subnetting ermöglicht eine bessere Kontrolle über Netzwerke, verbessert die Datenweiterleitung und erhöht die Gesamtleistung des Netzwerks.
Verbesserte Netzwerksicherheit: Subnetze isolieren Netzwerksegmente, verringern die Auswirkungen von Angriffen und ermöglichen eine bessere Kontrolle des Netzwerkverkehrs.
Effiziente Nutzung von IPv4-Adressen: Subnetting erweitert die Nutzung der begrenzten IPv4-Adressen, indem ein einzelnes IP-Netzwerk in mehrere Subnetze unterteilt wird.
Verbergen der Netzwerkkomplexität: Subnetting vereinfacht die Netzwerkverwaltung durch die logische Partitionierung eines Netzwerks, wodurch es einfacher zu handhaben ist und der Netzwerkverkehr reduziert wird.
Überwindung von LAN-Beschränkungen: Durch die Unterteilung eines Netzwerks in kleinere Subnetze lassen sich Beschränkungen beim LAN-Design, wie z. B. die maximale Anzahl von Hosts, überwinden, was Skalierbarkeit und Flexibilität ermöglicht.
Eine Subnetzmaske ist eine 32- oder 128-Bit-Zahl, die eine bestehende IP-Adresse in einem TCP/IP-Netzwerk segmentiert. Sie wird vom TCP/IP-Protokoll verwendet, um festzustellen, ob sich ein Host im lokalen Subnetz oder in einem entfernten Netzwerk befindet. Die Subnetzmaske unterteilt die IP-Adresse in eine Netzwerkadresse und eine Hostadresse und gibt damit an, welcher Teil der IP-Adresse für das Netzwerk reserviert ist und welcher Teil für den Host zur Verfügung steht. Mit der IP-Adresse und ihrer Subnetzmaske lässt sich die Netzwerkadresse (Subnetz) eines Hosts ermitteln. In der Regel sind Subnetzrechner online verfügbar, mit deren Hilfe ein IP-Netzwerk in Subnetze unterteilt werden kann.

Wie funktionieren IP-Adresse und Subnet Mask?
In der TCP/IP-Konfiguration können wir nicht feststellen, ob ein Teil der IP-Adresse als Netzwerk- oder Host-Adresse verwendet wird, es sei denn, wir erhalten mehr Informationen aus einer Subnet Mask-Tabelle. Ist die Subnetzmaske beispielsweise 255.255.255.0 und ist 255 in binärer Notation gleich 11111111, so ist die Subnetzmaske:
11111111.11111111.11111111.0000000.
Wenn die IP-Adresse und die Subnet Mask aneinandergereiht werden, können der Netzwerk- und der Host-Teil der Adresse getrennt werden:
11000000.10101000.01111011.10000100 -- IP-Adresse (192.168.123.132)
11111111.11111111.11111111.00000000 -- Subnet Mask (255.255.255.0)
Die ersten 24 Bits werden als die Netzwerkadresseidentifiziert, die letzten 8 Bits (die restlichen Nullen in der Subnet Mask) als die Host-Adresse. Dies ergibt folgendes:
11000000.10101000.01111011.00000000 -- Netzwerkadresse (192.168.123.0)
00000000.00000000.00000000.10000100 -- Host-Adresse (000.000.000.132)
Jetzt wissen Sie also, für dieses Beispiel mit einer 255.255.255.255.0 Subnet Mask, dass die Netzwerkadresse 192.168.123.0 und die Host-Adresse 0.0.0.132 ist. Wenn ein Paket im Subnet 192.168.123.0 ankommt und eine Zieladresse von 192.168.123.132 hat, wird Ihr Computer es vom Netzwerk empfangen und verarbeiten.
Netzwerkadresse anhand von IP-Adresse und Subnet Mask ermitteln
Die Netzwerkadresse ist der Name des IP-Netzwerks, und wie wir oben erklärt haben, ist sie ein Teil der IP-Adresse, der durch die Subnet Mask bestimmt werden kann. Wenn Sie versuchen herauszufinden, in welchem IP-Netzwerk sich ein Computer befindet, beziehen Sie sich einfach auf die erste (am niedrigsten nummerierte) Adresse im IP-Netzwerk - das ist Ihre Netzwerkadresse.
Beispiel 1:
In der Abbildung unten gehören die ersten drei Teile der IP-Adresse zum IP-Netzwerk, das durch die Subnet Mask bestimmt wird. 0 ist die niedrigste Adresse, die im vierten Teil der IP-Adresse verfügbar ist. Der Rechner gehört somit zum IP-Netz 101.102.103.0. Der vierte Teil (.5) der IP-Adresse zeigt an, welche Host-Adresse der Computer im IP-Netz verwendet.

Beispiel 2:
In ähnlicher Weise gehört der darunter liegende Rechner zum IP-Netzwerk 211.139.157.0. Er verwendet die Host-Adresse 9 im IP-Netzwerk, und seine IP-Adresse lautet 211.139.157.9

Fazit
Da IP-Dienste unser tägliches Leben in einer noch nie dagewesenen Geschwindigkeit durchdringen, wäre die Welt ohne das Internetprotokoll nicht mehr dieselbe. Daher ist das grundlegende Verständnis von IP-Adresse, Subnetzmaske und Netzwerkadresse für eine erfolgreiche TCP/IP-Konfiguration von grundlegender Bedeutung. Ich hoffe, dieser Beitrag hat einige Ihrer Unklarheiten beseitigt. Wenn Sie weitere Einzelheiten über IP-Netzwerke und Netzwerkgeräte wie Router, Server und für Unternehemens-Switches erfahren möchten, können Sie uns gerne über FS.com kontaktieren.