Die Subnetzmaske/Netzwerkmaske

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1 Die Subnetzmaske/Netzwerkmaske Die Subnetzmaske (auch Netzwerkmaske genannt) ist eine mehrstellige Binärzahl (Bitmaske), die in einem Netzwerk eine IP-Adresse in eine Netzadresse und eine Geräteadresse trennt. Die Geräteadressen werden auch als Hostadressen bezeichnet. Der Vorteil von Subnetzmasken besteht darin, dass man einen zur Verfügung stehenden Adressraum in verschiedene Subnetze unterteilen kann. Das kann verschiedene Gründe haben: Einzelne Abteilungen eines Unternehmens können logisch voneinander getrennt werden, z.b. aus Sicherheitsgründen. Sie haben nur einen bestimmten Adressraum zur Verfügung, den Sie nicht voll ausnutzen. Durch die Aufteilung schaffen Sie zwei oder mehrere autarke Netze. Routingentscheidungen können schneller getroffen werden. I. Aufbau einer Subnetzmaske Die Subnetzmaske sieht auf den ersten Blick der IP Adresse sehr ähnlich. Sie hat immer die gleiche Länge wie die IP-Adresse. So ist ein aus 32 Bit bestehender Zahlencode bei der IP-Version 4 in 4 mal 8 Bit unterteilt. Um dies zu verdeutlichen, hilft die binäre Schreibweise weiter: Beispiel1: Umrechnung Subnetzmaske dezimal in Subnetzmaske binär: Subnetzmaske dezimal: Umrechnung von 255 dez auf binär: (siehe auch Wissensdatenbank: Black Box erklärt Zahlensysteme) 255 : 2 = 127 Rest : 2 = 63 Rest 1 63 : 2 = 31 Rest 1 31 : 2 = 15 Rest 1 15 : 2 = 7 Rest 1 7 : 2 = 3 Rest 1 3 : 2 = 1 Rest 1 1 : 2 = 0 Rest 1 Binäre Adresse von unten nach oben ablesen! Umrechnung von 0 dez auf binär ergibt 0 bin Aufgefüllt auf volle 8 Bit ergibt sich Subnetzmaske binär: Seite 1 / 6

2 Der Netzanteil der Subnetzmaske wird dadurch ersichtlich, dass alle Bits auf 1 bin stehen, das heißt in diesem Beispiel können nur die letzten 8 Bit zur Adressierung von Geräten verwendet werden. Jedes Bit das auf 1 bin steht ist nicht variabel. Dadurch verbleibt ein Hostanteil von 8Bit. Subnetzmaske binär: Netzanteil Hostanteil Betrachtet man nur den variablen Hostanteil, dann hat man 8 Bit, um sie an die einzelnen Hosts (PCs, Server, Drucker, etc.) zu verteilen. Aus diesen 8 Bits ergeben sich 2 8 mögliche binäre Zahlenkombinationen für die Hostadressen, also insgesamt 256. Da aber per Definition die erste Adresse: bin für die Netzadresse vergeben ist und die letzte Adresse: bin die Broadcastadresse darstellt, bleiben effektiv 254 Hosts übrig. Die Netzadresse identifiziert das Netz und kann deshalb nicht als Hostadresse verwendet werden. Die Broadcastadresse dient der Adressierung aller Rechner (z.b. bei der automatischen IP Adressvergabe durch DHCP-Server). Die binäre Darstellung ist wichtig, um den Aufbau und die Berechnung einer Subnetzmaske zu verstehen. Zur Vereinfachung werden die Subnetzmasken wie auch die IP-Adressen aber in der Regel in der Dezimal-Schreibweise dargestellt. II. Wie errechnet man eine Subnetzmaske? Wie bereits erwähnt, ist eine Berechnung der Subnetzmasken nur dann notwendig, wenn man sein Netz logisch aufteilen möchte. Anderenfalls können die jeweiligen Standardsubnetzmasken verwendet werden: Eine IP-Adresse setzt sich aus 4 x 8 Bits (= 1Byte) zusammen, von denen jedes Byte einen Dezimalwert zwischen 0 und 255 annehmen kann. Diese möglichen IP-Adressen sind wiederum in Klassen unterteilt. Zu jeder Klasse sind Standard Netzmasken definiert. Diese sind aus folgender Tabelle ersichtlich: Tab: IP-Adressklassen mit dazugehörigen Standard Netzmasken: Klasse IP-Bereich Netzmaske Mögliche Hosts A bis = B bis = C bis = 254 D bis = 1 E bis Werden nicht vergeben! Seite 2 / 6

3 Bei der Anpassung der Subnetzmasken muss unbedingt darauf geachtet werden, dass nur der Hostanteil verändert werden kann, also die Nullen. Beispiel2: Berechnung von Netzanteil und Sub-Hostadressen: Die IP-Adresse (Klasse C Netz) mit der Standard Subnetzmaske soll in 4 Subnetze unterteilt werden. Standard Netzmaske: ( ) Netzanteil Hostanteil Um 4 neue Unternetze zu bilden, muss man den festen Netzanteil vergrößern. Die Anzahl der umzurechnenden Bit ergibt sich aus der Formel: Anzahl der Unternetze = 2P x Für 4 Unternetze ergibt sich mit der Rechnung 4 = 2 x für x der Wert 2. Es müssen daher in unserem Beispiel 2 Bit vom variablen Hostanteil in feste Netzanteile umgewandelt werden. Diese 2 Bit ergeben folgende vier Binärkombinationen: 00 bin,01 bin,10 bin und 11 bin. Neue Subnetzmaske : Netzanteil Hostanteil Umrechnung der Subnetzmaske von Binär in Dezimal: (siehe auch Black Box erklärt Zahlensysteme) x x x x x x x x2 0 = = 192 Die neue Subnetzmaske lautet daher analog aus Beispiel1: Seite 3 / 6

4 Aber wie viele Geräteadressen stehen jetzt noch für die einzelnen Subnetze zur Verfügung? Ganz einfach: 2 6 = 64 Dabei ist 6 die Anzahl der verbliebenen variablen Bits im Hostanteil. Demnach stehen nach der Unterteilung jetzt 64 IP Adressen pro Subnetz zur Verfügung mit folgenden Adressbereichen: Tab2: Die neu entstandenen Netze: Netz IP-Bereich Subnetzmaske bis bis bis bis III. Alternative Berechnung mit der AND-Verknüpfung Man kann die einzelnen IP-Bereiche auch sehr einfach mit einer AND-Verknüpfung errechnen. Bei der AND Verknüpfung kommt unter dem Strich eine 1 heraus, wenn darüber beide Bits auf 1 stehen. Ansonsten ist das Ergebnis 0. Um die Berechnung vorzunehmen, muss man vom größtmöglichen Hostanteil ausgehen, in unserem Fall bin. Die vier möglichen Subnetzmasken in unserem Beispiel2 hatten wir als bin, bin, bin und bin ermittelt. Erstes Netz: Subnetzmaske binär: Netzadresse binär: Netzadresse dezimal: IP-Bereich im ersten Netz (0 bis 63 sind 64 mögliche Adressen!): bis Seite 4 / 6

5 Zweites Netz: Subnetzmaske binär: Netzadresse binär: Netzadresse dezimal: IP-Bereich im zweiten Netz: bis Drittes Netz: Subnetzmaske binär: Netzadresse binär: Netzadresse dezimal: IP-Bereich im dritten Netz: bis Viertes Netz: Subnetzmaske binär: Netzadresse binär: Netzadresse dezimal: IP-Bereich im vierten Netz: bis Seite 5 / 6

6 Die erste und letzte Adresse stellen per Definition wiederum die Netzadresse (auch: Netz-ID) und die Broadcastadresse dar. Daraus ergeben sich dann endgültig die folgenden Adressbereiche für die vier neuen Subnetze: Tab3: Neue Netze mit Berücksichtigung der Netz-ID und Broadcastadresse Netz Verwendbare IP-Adressen Netz-ID Broadcast bis bis bis bis Daniel Brielbeck Sales Representative daniel.brielbeck@black-box.de Internet: BLACK BOX Deutschland GmbH Ludwigstrasse 45 B D Hallbergmoos Telefon +49 (0)811/ Telefax +49 (0)811/ Seite 6 / 6