Subnetting (Subnetmask / Subnetzmaske)
Die Aufteilung eines zusammenhängenden Adressraums von IP-Adressen in mehrere kleinere Adressräume nennt man Subnetting.
Ein Subnet, Subnetz bzw. Teilnetz ist ein physikalisches Segment eines Netzwerks, in dem IP-Adressen mit der gleichen Netzwerkadresse benutzt werden. Diese Teilnetze können über Routern miteinander verbunden werden und bilden dann ein großes zusammenhängendes Netzwerk.
Warum Subnetting?
Wird die physikalische Netzstruktur bei der IP-Adressvergabe nicht berücksichtigt und die IP-Adressen wahllos vergeben, müssen alle Router in diesem Netzwerk wissen in welchem Teilnetz sich eine Adresse befindet. Oder sie leiten einfach alle Datenpakete weiter, in der Hoffnung, das Datenpaket kommt irgendwann am Ziel an. Dann müssen höhere Übertragungsprotokolle verloren geglaubte Datenpakete erneut anfordern bzw. senden. Das erhöht die Netzlast.
Kommt ein neuer Host hinzu, dauert es sehr lange bis alle Router davon mitbekommen. Einzelne Hosts an den Rändern eines Netzwerks laufen Gefahr nicht mehr erreichbar zu sein, weil am anderen Ende des Netzes ihre IP-Adresse nicht bekannt ist.
Um die Netzlast sinnvoll und geordnet zu verteilen, werden Netzwerke in Abhängigkeit der örtlichen Gegebenheiten und/oder nach organisatorischen Gesichtspunkten aufgeteilt. Dabei wird auch berücksichtigt, wie viele Hosts sich innerhalb eines Subnetz befinden.
Die Berücksichtigung der physikalischen Netzstruktur durch die gezielte Vergabe von IP-Adressen und damit eine logische Zusammenfassung mehrerer Hosts zu einem Subnetz reduziert die Routing-Informationen auf die Angabe der Netzwerk-Adresse. Die Netzwerk-Adresse gewährleistet den Standort einer IP-Adresse in einem bestimmten Subnetz. Ein Router benötigt dann nur noch die Routing-Information zu diesem Subnetz und nicht zu allen einzelnen Hosts in diesem Subnetz. Der letzte Router, der in das Ziel-Subnetz routet, ist dann für die Zustellung des IP-Datenpakets verantwortlich.
Wie funktioniert Subnetting?
Jede IP-Adresse teilt sich in Netz-Adresse und Host-Adresse. Die Subnetzmaske bestimmt, an welcher Stelle diese Trennung stattfindet. Die nachfolgende Tabelle enthält alle möglichen Subnetzmasken. Je nach verwendeter Netzwerk-Adresse und Subnetzmaske wird eine bestimmte Host-Anzahl in einem Subnetz adressierbar.
| Hostanzahl | Subnetzmaske | 32-Bit-Wert | Suffix |
|---|---|---|---|
| 16.777.214 | 255.0.0.0 | 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000 | /8 |
| 8.388.606 | 255.128.0.0 | 1111 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000 | /9 |
| 4.194.302 | 255.192.0.0 | 1111 1111 1100 0000 0000 0000 0000 0000 | /10 |
| 2.097.150 | 255.224.0.0 | 1111 1111 1110 0000 0000 0000 0000 0000 | /11 |
| 1.048.574 | 255.240.0.0 | 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 | /12 |
| 524.286 | 255.248.0.0 | 1111 1111 1111 1000 0000 0000 0000 0000 | /13 |
| 262.142 | 255.252.0.0 | 1111 1111 1111 1100 0000 0000 0000 0000 | /14 |
| 131.070 | 255.254.0.0 | 1111 1111 1111 1110 0000 0000 0000 0000 | /15 |
| 65.534 | 255.255.0.0 | 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000 | /16 |
| 32.766 | 255.255.128.0 | 1111 1111 1111 1111 1000 0000 0000 0000 | /17 |
| 16.382 | 255.255.192.0 | 1111 1111 1111 1111 1100 0000 0000 0000 | /18 |
| 8.190 | 255.255.224.0 | 1111 1111 1111 1111 1110 0000 0000 0000 | /19 |
| 4.094 | 255.255.240.0 | 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 | /20 |
| 2.046 | 255.255.248.0 | 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000 0000 | /21 |
| 1.022 | 255.255.252.0 | 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000 0000 | /22 |
| 510 | 255.255.254.0 | 1111 1111 1111 1111 1111 1110 0000 0000 | /23 |
| 254 | 255.255.255.0 | 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000 | /24 |
| 126 | 255.255.255.128 | 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000 | /25 |
| 62 | 255.255.255.192 | 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000 | /26 |
| 30 | 255.255.255.224 | 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 0000 | /27 |
| 14 | 255.255.255.240 | 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 | /28 |
| 6 | 255.255.255.248 | 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 | /29 |
| 2 | 255.255.255.252 | 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 | /30 |
Hinweis: Jeweils die erste und letzte IP-Adresse eines IP-Adressbereichs (z. B. 192.168.0.0 bis 192.168.0.255) kennzeichnen die Netzwerk-Adresse (192.168.0.0) und Broadcast-Adresse (192.168.0.255). Diese Adressen können an keinen Host vergeben werden. Deshalb muss die Anzahl der IP-Adressen um zwei reduziert werden, damit man auf die richtige Anzahl nutzbarer IP-Adressen kommt.
Die 4 Dezimalzahlen jeder IP-Adresse entspricht einem 32-Bit-Wert. Die Subnetzmaske ist mit 32 Bit genauso lang, wie jede IP-Adresse. Jedes Bit der Subnetzmaske ist einem Bit einer IP-Adresse zugeordnet. Die Subnetzmaske besteht aus einer zusammenhängenden Folge von 1 und 0. An der Stelle, wo die Subnetzmaske von 1 auf 0 umspringt trennt sich die IP-Adresse in Netz-Adresse und Host-Adresse.
| Dezimale Darstellung | Binäre Darstellung (Bit) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IP-Adresse | 192 | .168 | .0 | .1 | 1100 0000 | 1010 1000 | 0000 0000 | 0000 0001 |
| Subnetzmaske | 255 | .255 | .255 | .0 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 0000 0000 |
| Netz-Adresse | 192 | .168 | .0 | .0 | 1100 0000 | 1010 1000 | 0000 0000 | 0000 0000 |
| Host-Adresse | 0 | .0 | .0 | .1 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0001 |
| Broadcast-Adresse | 192 | .168 | .0 | .255 | 1100 0000 | 1010 1000 | 0000 0000 | 1111 1111 |
Die Subnetzmaske wird also wie eine Schablone auf die IP-Adresse gelegt um die Netz-Adresse und Host-Adresse herauszufinden. Die Informationen über die Netz-Adresse ist wichtig bei der Zustellung eines IP-Datenpakets. Ist die Netz-Adresse bei der Quell- und Ziel-Adresse gleich, wird das Datenpaket innerhalb des gleichen Subnetzes zugestellt. Sind die Netz-Adressen unterschiedlich muss das Datenpaket über das Standard-Gateway (Default-Gateway) in ein anderes Subnetz geroutet werden.
Schreibweise von IP-Adresse und Subnetzmaske
Es gibt zwei Formen der Schreibweise für die Subnetzmaske in Kombination mit der IP-Adresse.
| IP-Adresse / Subnetzmaske | 192.168.0.1 / 255.255.255.0 |
|---|---|
| IP-Adresse / Suffix | 192.168.0.1 / 24 |
Bei der ersten Schreibweise werden IP-Adresse und Subnetzmaske hintereinander geschrieben. Bei der zweiten Schreibweise wird statt der Subnetzmaske der Suffix verwendet. Der Suffix nach der IP-Adresse gibt an, wie viele 1er innerhalb der Subnetzmaske in der Bit-Schreibweise nacheinander folgen. 24 bedeutet demnach 255.255.255.0.
Übersicht: IPv4
Weitere verwandte Themen:
Frag Elektronik-Kompendium.de
Netzwerktechnik-Fibel
Alles was Sie über Netzwerke wissen müssen.
Die Netzwerktechnik-Fibel ist ein Buch über die Grundlagen der Netzwerktechnik, Übertragungstechnik, TCP/IP, Dienste, Anwendungen und Netzwerk-Sicherheit.
Artikel-Sammlungen zum Thema Netzwerktechnik
Collection: Netzwerk-Grundlagen
Was du über Netzwerk-Grundlagen wissen solltest.
Netzwerktechnik-Fibel
Alles was Sie über Netzwerke wissen müssen.
Die Netzwerktechnik-Fibel ist ein Buch über die Grundlagen der Netzwerktechnik, Übertragungstechnik, TCP/IP, Dienste, Anwendungen und Netzwerk-Sicherheit.