Netzwerkanteil und Hostanteil

Jede IPv4-Adresse ist logisch in einen Netzwerkanteil und einen Hostanteil aufgeteilt. Der Netzwerkanteil gibt an, zu welchem Netzwerk ein Gerät gehört. Der Hostanteil identifiziert das konkrete Gerät in diesem Netzwerk.

Das ist vergleichbar mit einer Postadresse: Stadt und Straßenname bestimmen das Viertel, während die Hausnummer ein bestimmtes Haus darin auswählt.

Woher wissen wir, wo der Netzwerkteil endet und der Hostteil beginnt? Das zeigt uns eine Subnetzmaske. Auch die Maske besteht aus 32 Bit: Auf 1 gesetzte Bits markieren den Netzwerkanteil, auf 0 gesetzte Bits den Hostanteil.

Eine häufig verwendete Maske ist 255.255.255.0. Dabei gehören die ersten drei Oktette (alle 1en) zum Netzwerk und das letzte Oktett (alle 0en) zum Host.

Geräte verwenden diese Aufteilung, um zu entscheiden, ob ein Ziel lokal oder entfernt ist. Wenn zwei Geräte denselben Netzwerkanteil haben, können sie direkt miteinander kommunizieren. Unterscheiden sich die Netzwerkanteile, muss der Datenverkehr über ein Router und das Standardgateway geleitet werden.

Diese Entscheidung wird ständig getroffen und ist grundlegend dafür, wie Routing im Internet funktioniert.

Betrachten Sie 192.168.1.10 und 192.168.1.50, beide mit der Maske 255.255.255.0. Der Netzwerkanteil lautet bei beiden 192.168.1. Da diese übereinstimmen, befinden sich die beiden Hosts im selben Netzwerk und können ohne Router direkt miteinander kommunizieren.

Nur das letzte Oktett unterscheidet sich (10 gegenüber 50). Es ist der Hostanteil, der die einzelnen Geräte identifiziert.

Vergleichen Sie nun 192.168.1.10 und 192.168.2.10 mit derselben Maske. Das dritte Oktett unterscheidet sich, daher stimmen die Netzwerkanteile (192.168.1 gegenüber 192.168.2) nicht überein.

Diese Hosts befinden sich in unterschiedlichen Netzwerken. Um Daten auszutauschen, muss ihr Datenverkehr einen Router passieren, der die beiden Netzwerke verbindet.

Die Netzwerkadresse ist die Adresse, bei der alle Hostbits den Wert 0 haben. Für 192.168.1.0/24 lautet die Netzwerkadresse 192.168.1.0. Sie bezeichnet das Netzwerk selbst und wird niemals einem Gerät zugewiesen.

Router verwenden die Netzwerkadresse in ihren Routingtabellen, um eine gesamte Gruppe von Hosts mit einem einzigen Eintrag darzustellen.

Die Broadcast-Adresse ist die Adresse, bei der alle Hostbits den Wert 1 haben. Für 192.168.1.0/24 lautet sie 192.168.1.255. Ein an diese Adresse gesendetes Paket erreicht gleichzeitig jeden Host im Netzwerk.

Wie die Netzwerkadresse kann auch die Broadcast-Adresse keinem einzelnen Gerät zugewiesen werden. Daher sind pro Netzwerk zwei Adressen reserviert.

Zwischen der Netzwerkadresse und der Broadcast-Adresse liegen die nutzbaren Hostadressen. Für 192.168.1.0/24 können Hosts die Adressen 192.168.1.1 bis 192.168.1.254 verwenden.

Das sind insgesamt 256 Adressen abzüglich der Netzwerk- und Broadcast-Adresse, also 254 nutzbare Adressen. Die erste und die letzte Adresse jedes Subnetzes sind für Hosts grundsätzlich nicht verwendbar.

Durch Ändern der Maske verschiebt sich die Grenze. Ein größerer Netzwerkanteil (mehr 1-Bits) bedeutet weniger Hosts; ein größerer Hostanteil (mehr 0-Bits) bedeutet mehr Hosts.

• Maske 255.0.0.0: erstes Oktett Netzwerk, die letzten drei Hosts — riesige Netzwerke.
• Maske 255.255.255.0: die ersten drei Oktette Netzwerk — überschaubare Netzwerke.

Die genauen Hostanzahlen berechnen Sie im Kurs zur Subnetzbildung.

Ein Gerät ermittelt seine eigene Netzwerkadresse, indem es eine bitweise-Verknüpfung AND zwischen seiner IP-Adresse und seiner Maske durchführt. Wo das Maskenbit 1 ist, wird das IP-Bit übernommen; wo es 0 ist, wird das Ergebnis 0.

Dies geschieht unbemerkt in jedem Host und Router und bildet die Grundlage für die Entscheidung, ob ein Ziel lokal oder entfernt ist.

Adresse und Maske definieren gemeinsam ein Netzwerk. Zwei Geräte kommunizieren nur dann direkt miteinander, wenn ihre durch die Maske bestimmten Netzwerkanteile übereinstimmen. Andernfalls ist ein Router erforderlich.

Das Verständnis dieser Aufteilung ist der Einstieg in die Subnetzbildung, bei der Sie Netzwerke durch Anpassen der Maske gezielt vergrößern oder verkleinern. Wenn Sie dieses Konzept jetzt beherrschen, wirkt die Subnetzbildung deutlich weniger einschüchternd.

Wenden Sie das Konzept von Netzwerk und Host an.

Sie haben die Adresse in ihre beiden Rollen aufgeteilt.

• Eine IPv4-Adresse besteht aus einem Netzwerkanteil und einem Hostanteil.
• Die Subnetzmaske (1en = Netzwerk, 0en = Host) markiert die Grenze.
• Übereinstimmende Netzwerkanteile ermöglichen direkte Kommunikation; andernfalls wird ein Router benötigt.
• Jedes Netzwerk reserviert eine Netzwerkadresse (alle Host-Bits 0) und eine Broadcast-Adresse (alle Host-Bits 1).
• Eine bitweise-Verknüpfung AND von IP-Adresse und Maske zeigt die Netzwerkadresse.