CCNA Exploration Network Fundamentals. Chapter 6 Subnetze

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1 CCNA Exploration Network Fundamentals Chapter 6 Subnetze

2 Chapter 6: Zu erwerbende Kenntnisse Wissen über: Rechnen / Umrechnen im binären Zahlensystem Strukturteile einer IP-Adresse Spezielle IPv4-Adressen Subnetze berechnen, teilen und analysieren IP-sparendes subnetting Horny Cisco Chapter 6 #2

3 Netzwerk Layer / IP v4 Adressen Horny Cisco Chapter 6 #3

4 Aufbau und Struktur von IPv4 Horny Cisco Chapter 6 #4

5 Aufbau und Struktur von IPv Um eine Route in einem Netzwerk zu finden, muss die IP-Adresse aus 2 Teilen bestehen: Netzwerk-Teil Host-Teil Horny Cisco Chapter 6 #5

6 IPv4 Adresse: Netzwerk- und Host-Teil Netzwerkadresse Alle Host-Bits sind 0 Tipp: Wenn das letzte Oktet 0 ist, handelt es sich sicher um eine Netzwerkadresse Host-Adresse Host-Bits variieren Broadcast-Adresse Alle Host-Bits sind 1 Horny Cisco Chapter 6 #6

7 WH: Prefix und Subnetz-Maske Beispiel: /24 HOST Subnetz Maske Netzwerk-Teil (alle Bits sind 1) Host-Teil (alle Bits sind 0) Anz. Netzwerke: 1 Anz. Adressen: 255 Horny Cisco Chapter 6 #8

8 IPv4 Adresstypen Netzwerk Adresse Broadcast Adresse Host Adresse spezielle Adresse, die das Netzwerk beschreibt Spezielle Adresse, um Daten an alle Hosts in der Broadcast-Domain zu senden Eindeutige Adresse jedes Geräts im gesamten Netzwerk Netzwerk- und Broadcast-Adressen dürfen nicht einem Host zugeordnet werden! Horny Cisco Chapter 6 #9

9 IPv4 Kommunikationsarten Unicast Ein Host an einen bestimmten Host Broadcast Ein Hosts an alle Hosts in der Broadcast- Domain (alle Host-bits sind 1) Multicast Ein Host an bestimmte (ausgewählte) Hosts Bereich: / Client muss sich beim Sender vorher anmelden (IGMP od. GCMP (CISCO) Protokoll) Bsp: TV über IP Vervielfältigung der Pakete an jedem Verteiler (Switch, Router) auf der Route Horny Cisco Chapter 6 #10

10 IPv4 spezielle Unicast-Adressen Loopback (lo, localhost) Adresse: Wird zur Kommunikation mit eigenen Host-Applikationen (Services) verwendet. z.b. zum Ansprechen des Webservers vom Webserver aus Beim Problemen einer Netzwerkverbindung zuerst prüfen, ob ein ping an die Adresse erfolgreich ist. Falls nicht, gibt es ein Problem am eigenen Rechner (IP-Stack). Horny Cisco Chapter 6 #11

11 IPv4 spezielle Unicast-Adressen Link Local Adressen Adressbereich: Kann automatisch vom Betriebssystem vergeben werden, falls keine IP- Konfiguration gefunden wird. Horny Cisco Chapter 6 #12

12 IPv4 spezielle Unicast-Adressen Experimenteller Adressbereich Adressbereich: Reserviert für spätere Nutzung und für Experimente Kann nicht in IPv4-Netzwerken verwendet werden. Horny Cisco Chapter 6 #13

13 IPv4 spezielle Unicast-Adressen Öffentliche und Private Adressen Eine öffentliche Adresse ist für das Internet notwendig Private Adressen werden im Internet nicht geroutet (=verworfen) Will man mit einer privaten Adresse ins Internet, benötigt man NAT (Network Address Translation) Private Adressbereiche /8 ( ) /12 ( ) /16 ( ) Horny Cisco Chapter 6 #14

14 Network Address Translation Private Adressen Öffentliche Adressen Horny Cisco Chapter 6 #15

15 Übersicht spezielle IPv4 Adressen Typ Network Broadcast Bereich (prefixed) Bereich 1 pro Netzwerk 1 pro Netzwerk Multicast / Default Route / Loopback / Link-local / Test-net / Private / / / Horny Cisco Chapter 6 #16

16 Berechnen von Subnetzen (subnetting) Horny Cisco Chapter 6 #17

17 Rechnen im binären Zahlensystem Horny Cisco Chapter 6 #18

18 Binär Dezimal dezimal Positio n Basis Wert binär (0x2 7 ) + (1x2 6 ) + (1x2 5 ) + (1x2 3 ) + (1x2 2 ) + (0x2 1 ) + (0x2 0 ) = 108 Horny Cisco Chapter 6 #19

19 Dezimal Binär IP Adresse: Horny Cisco Chapter 6 #20

20 Dezimal Binär IP Adresse: Horny Cisco Chapter 6 #21

21 Dezimal Binär IP Adresse: Horny Cisco Chapter 6 #22

22 Dezimal Binär IP Adresse: Horny Cisco Chapter 6 #23

23 Übungen 240 binär binär dezimal dezimal 127 Positio n Basis Wert Horny Cisco Chapter 6 #24

24 Übungen IP Adresse: / 12 IP Adresse: / 23 Subnet-Maske? Subnet-Maske? IP-Adresse /Prefix? /? /? /? /? Horny Cisco Chapter 6 #25

25 cheat sheet: binary Basis Wert Horny Cisco Chapter 6 #26

26 Befindet sich der Host im Netzwerk? Muss das Paket zum Router? Erreicht der Broadcast das Netzwerk? Befindet sich der eigene Host überhaupt im Netzwerk? Ist das Default-Gateway erreichbar? Für Entscheidung benötigt man: 1. Zieladresse Host (kann auch die eigene IP sein) 2. eigene Subnetzmaske 3. ANDing Horny Cisco Chapter 6 #27

27 Befindet sich der Ziel-Host im eigenen Netzwerk? IP-Adresse Netzwerk-Adr? Ziel ANDing Ziel-IP UND eig. Subnetzmaske (logisches und) Vergleich Ergebnis mit eig. Netzwerk-Adresse + Ziel-IP- Adresse Dezimal Binär Subnetzmaske Ergebnis = Eig. Netzwerk-Adr.? Horny Cisco Chapter 6 #28

28 Eigene Netzwerk-Adresse IP-Adresse Netzwerk-Adr? ANDing Ziel-IP UND eig. Subnetzmaske (logisches und) + Ziel-IP- Adresse Dezimal Binär Subnetzmaske Ergebnis Eig. Netzwerk-Adresse Anz. Hosts = 2 Host-Bits Netzwerkadresse Broadcastadresse = = Horny Cisco Chapter 6 #29

29 Berechnen von Subnetzen (subnetting) Horny Cisco Chapter 6 #30

30 3 Arten Subnetze zu berechnen 1. Subnetting mit einer bestimmten Anzahl an Subnetzen 2. Subnetting mit einer bestimmten Anzahl an Hosts 3. IP-sparend (Kombination aus 1. und 2.) 4. Reverse Engineering: IP-Adresse und Subnetzmaske sind gegeben -> Was ist der Netzwerkbereich? Horny Cisco Chapter 6 #31

31 Subnetting: Bestimmte Anzahl an Subnetzen Gegeben: 1 Netzwerk-Bereich / 22 Ziel: Unterteilung in 5 Bereiche (Subnetze) Subnetze Horny Cisco Chapter 6 #32

32 Subnetting: Bestimmte Anzahl an Subnetzen Gegeben: 1 Netzwerk-Bereich / 25 Ziel: Unterteilung in 5 Bereiche (Subnetze) Subnetz-Maske Für weitere Netzwerke müssen wir uns Host-Bits ausborgen: Von links nach rechts so viele Bits, wie Subnetze (binär) erforderlich sind. Für (in unserem Fall) 5 Subnetze dezimal benötige ich 3 zusätzliche Bits Subnetz-Maske Subnetz-Maske NEU Horny Cisco Chapter 6 #33

33 Subnetting: Bestimmte Anzahl an Subnetzen Gegeben: 1 Netzwerk-Bereich / 25 Ziel: Unterteilung in 5 Bereiche (Subnetze) Inkrement: Inkrement ist der Wert des niedrigsten Netzwerkbits der neuen Subnetzmaske Gibt die Netzgrößengrenze an (= nächstes Netzwerk) Inkrement 2 4 = 16 Subnetz-Maske Subnetz-Maske NEU /28 Horny Cisco Chapter 6 #34

34 Subnetting: Bestimmte Anzahl an Subnetzen Netzwerke (subnets): Mit dem Inkrement bestimmen wir unsere Netzwerk-Bereiche Inkrement: 2 4 = 16 Nr. Subnetz-Adr. Broadcast IP-Bereich Horny Cisco Chapter 6 #35

35 Subnetting: Bestimmte Anzahl an Hosts Vorgehen: 1. Anzahl der benötigten Host-Bits bestimmen 2. Host-Bits reservieren und Subnetz-Maske bestimmen 3. Inkrement finden 4. Adress-Bereiche Beispiel: Ihr Service-Provider hat Ihnen das Klasse C Netzwerk gegeben. Ihre Firma braucht so viele Netzwerke wie möglich mit mindestens je 50 Hosts 1. Anzahl der benötigten Host-Bits: 64 = Host-Bits Basis Wert Horny Cisco Chapter 6 #36

36 Subnetting: Bestimmte Anzahl an Hosts Beispiel: Klasse C Netzwerk /24, so viele Netzwerke wie möglich, mind. 50 Hosts 2. 6 Host-Bits reservieren Subnetz-Maske Inkrement finden (Wert vom niedrigsten Netzwerk-Bit) Inkrement 2 6 = 64 Subnetz-Maske / Horny Cisco Chapter 6 #37

37 Subnetting: Bestimmte Anzahl an Hosts Beispiel: Klasse C Netzwerk /24, so viele Netzwerke wie möglich, mind. 50 Hosts 4. Inkrement = 64 Nr. Subnetz-Adr. Broadcast IP-Bereich Horny Cisco Chapter 6 #38

38 Beides Zusammen! Variable Length Subnet Masking (VLSM) IP-sparendes subnetting Horny Cisco Chapter 6 #39

39 Wird ein Netzwerk nur nach einem Kriterium (Anz. Subnetze oder Anz. Hosts) unterteilt, werden i.d.r. IP-Adressen vergeudet. (In unserem Beispiel von vorhin 12 IP-Adressen je Subnetz) IP-sparendes Vorgehen: 1. Beginne beim größten Subnetz (Maximale Anzahl Hosts) 2. Errechnen von Subnetzmaske, Inkrement, Hosts, etc. 3. Mache mit dem zweitgrößten Subnetz analog weiter Horny Cisco Chapter 6 #40

40 Subnetting: Variable Length Subnet Masking Gegeben: Gesucht: Das Netz / 24 soll so in Subnetze unterteilt werden, dass in einem der Subnetze 90 Rechner, in einem weiteren Subnetz 60 Rechner und in weiteren zwei Subnetzen jeweils 25 Rechner Platz finden Ursprüngl. Subnetzmaske, Netzadressen, Subnetzmasken, Broadcastadressen, Hostbereiche Subnetz-Maske / Basis Wert Subnetz Hosts Hostbits Horny Cisco Chapter 6 #41

41 Subnetting: Variable Length Subnet Masking geg: / 24 1) mind. 90 Hosts = 7 Bits Subnetz-Maske / Subnetz 1: /25 Inkrement: 2 7 = 128 (nächstes Netzwerk) Bereich: ) : mind. 60 Hosts = 6 Bits Subnetz 2: /26 Netzwerk-Adr. Inkrement: 2 6 = 64 (nächstes Netzwerk) Bereich: Broadcast-Adr. Subnetz-Maske / Horny Cisco Chapter 6 #42

42 Subnetting: Variable Length Subnet Masking 3) : mind. 25 Hosts = 5 Bits Subnetz-Maske / Subnetz 3: /27 Inkrement: 2 5 = 32 (nächstes Netzwerk) Bereich: ) : mind. 25 Hosts = 5 Bits Subnetz-Maske / Subnetz 4: /26 Inkrement: 2 5 = 32 (nächstes Netzwerk) Bereich: Horny Cisco Chapter 6 #43

43 Horny Cisco Chapter 6 #44

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