Subnetting (IPv4)
Subnetting Grundlagen
Subnetting teilt ein großes Netzwerk in kleinere, besser verwaltbare Teilnetzwerke (Subnetze). Das verbessert die Performance, Organisation und Sicherheit.
| Begriff | Abkürzung | Definition | Beispiel |
|---|---|---|---|
| IP-Adresse | IP | Eindeutige Adresse eines Geräts im Netzwerk. | 192.168.1.10 |
| Subnetzmaske | Netmask | Trennt den Netzteil vom Hostteil | 255.255.255.0 |
| CIDR | Slash Not. | Kurzformat der Maske (Gezählt in "1" Bit jeweils) | /24 |
| Netzwerk-ID | Net ID | Der "Straßenname". Die erste Adresse des Subnetzes | 192.168.1.0 |
| Broadcast | Bcast | Sendet an alle Geräte gleichzeitig. Die letzte Adresse des Subnetzes | 192.168.1.255 |
| Host | Host | Ein Gerät (PC, Router) innerhalb des Subnetzes | .1 to .254 |
| Netzwerk-Bits | Net-Bits | Bits in der IP-Adresse, die das Netzwerk kennzeichnen | /24 => first 24 bits |
| Host-Bits | Host-Bits | Bits in der IP-Adresse, die Hosts innerhalb des Netzwerks identifizieren. | 24 => last 8 bits |
Regel: Eine IPv4 Adresse besteht aus 32 Bits, aufgeteilt in 4 Okteten (8 bits jeweils).
Format: x.x.x.x (Dezimal) oder 11000000.10101000.00000001.00001010 (Binär)
Subnetzmasken & CIDR verstehen
Die Subnetzmaske sagt dem Computer welcher Teil der IP das Netzwerk (Straße) ist und welcher der Host (Hausnummer) ist.
CIDR Notation (Classless Inter-Domain Routing)
CIDR (e.g., /24) zählt einfach die Anzahl der aktiven Bits in der Maske von links nach rechts.
| CIDR | Dezimal Subnetzmaske | Binär Subnetzmaske (First Octets) | Hosts pro Subnetz* |
|---|---|---|---|
| /8 | 255.0.0.0 | 11111111.00000000... | 16,777,214 |
| /16 | 255.255.0.0 | 11111111.11111111... | 65,534 |
| /24 | 255.255.255.0 | 11111111...11111111.0 | 254 |
| /25 | 255.255.255.128 | 11111111...1.10000000 | 126 |
| /26 | 255.255.255.192 | 11111111...1.11000000 | 62 |
| /30 | 255.255.255.252 | 11111111...1.11111100 | 2 |
Anmerkung: Gesamtanzahl Adressen Minus 2 (1 für die Netzwerk-ID, 1 für die Broadcastadresse).
Berechnungsmethoden
1. Subnetzgrößen berechnen (Anzahl der Hosts)
Wie viele Adressen ein Subnetz gesamt hat (Über alle Okteten verteilt)
Formel (Gesamtadressen): 2^(Host-Bits) = Gesamtadressen
Formel: 2^(Host-Bits) - 2 = Nutzbare Hosts
Host-Bits = 32 - (CIDR)
Beispiel: /24 Netzwerk
- Host-Bits: 32 - 24 = 8 Bits
- Berechnung: 2⁸ = 256
- Nutzbare Hosts: 256 - 2 = 254 Hosts
Beispiel: /26 Netzwerk
- Host-Bits: 32 - 26 = 6 Bits
- Berechnung: 2⁶ = 64
- Nutzbare Hosts: 64 - 2 = 62 Hosts
2. Die "magische Nummer" herausfinden (Größe jedes Subnetzes)
Die magische Nummer gibt die Schrittgröße an, in mit der im Oktett, in dem gesubnet wird, gearbeitet wird.
Wichtig: Die magische Nummer kann nur auf das "interessante Oktett" angewandt werden (Das Oktett wo die Maske weder 0 noch 255 ist)
Methode 1 (Binär):
Schau dir das letzte Bit an welches auf '1' steht in der Subnetzmaske. Der Wert dieses Bits ist die magische Nummer.
Methode 2 (Substraktion):
256 - (Letztes nicht null Oktet der Subnetzmaske) = Magische Nummer
Welches Oktett ist das "interessante"?
/24 - /32: 4th octet verändert sich/16 - /23: 3rd octet verändert sich/8 - /15: 2nd octet verändert sich
Verbindung zwischen Methode 1 & 2
- Für
/24+(4. Oktett Subnetting): magische Nummer = 2^(Host-Bits) ✔ - Für
/23-(3. oder früheres Oktett Subnetting): Sie sind unterschiedlich:- Subnetzgrößen berechnen: Gesamtadressen spannen über mehrere Oktetten
- Die "magische Nummer" finden: Die magische Nummer ist nur die Schrittgröße in einem Oktett
Beispiel: /26 Maske => 255.255.255.192 - 4. Oktett Subnetting
- Relevantes Oktet: 192
- Berechnung: 256 - 192 = 64
- Ergebnis: Die Netzwerk erhöhen sich in 64'er Schritten (0, 64, 128, 192).
Beispiel: /18 Maske => 255.255.192.0 - 3. Oktett Subnetting
Gesamtgröße:
- Host-Bits: 32 - 18 = 14
- Gesamtadressen: 2^14 = 16,384
Magische Nummer (Schrittgröße im 3. Oktett):
- Maske:
255.255.192.0 - Interessantes Oktett: 3. (192)
- Magische Nummer: 256 - 192 = 64
- Bedeutung: 3. Oktett erhört sich um 64 (0, 64, 128, 192)
Was beide miteinander zu tun haben:
- Die 64 ist die Schrittgröße im 3. Oktett
- Jeder Schritt enhält 256 Adressen (Volles 4. Oktett)
- Gesamt: 64 × 256 = 16,384 ✔
3. Anzahl der Subnetze berechnen
Wenn man ein Netzwerk unterteilt, "leiht" man sich Bits vom Host-Teil, um weitere Netzwerk zu erstellen.
Formel: 2^(Geliehene Bits) = Anzahl der Subnetze
Geliehene Bits = Neue CIDR - Original CIDR
Beispiel: Von /24 zu /26
Szenario: Du hast das Netzwerk 192.168.1.0/24 und willst es in ein /26 Subnetz aufteilen.
- Original Netzwerk:
/24(256 Adressen gesamt) - Neue Subnet Größe:
/26 - Geliehene Bits: 26 - 24 = 2 Bits
- Anzahl von Subnetzen: 2² = 4 Subnets
Ergebnis: Man bekommt 4 Subnetze, jeweils mit 64 Adressen (62 nutzbaren Hosts).
| Subnetz # | Netzwerk-ID | Erster Host | Letzter Host | Broadcast |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 192.168.1.0 | 192.168.1.1 | 192.168.1.62 | 192.168.1.63 |
| 2 | 192.168.1.64 | 192.168.1.65 | 192.168.1.126 | 192.168.1.127 |
| 3 | 192.168.1.128 | 192.168.1.129 | 192.168.1.190 | 192.168.1.191 |
| 4 | 192.168.1.192 | 192.168.1.193 | 192.168.1.254 | 192.168.1.255 |
Beispiel: Von /16 zu /24
Szenario: Dein ISP stellt dir das Netzwerk 10.0.0.0/16, du willst jedoch /24 Netzwerke für verschiedene Abteilungen.
- Original:
/16 - Neu:
/24 - Geliehene Bits: 24 - 16 = 8 Bits
- Anzahl an Subnetzen: 2⁸ = 256 Subnetze
Ergebnis: Es können 256 Abteilungsnetzwerke erstellt werden (10.0.0.0/24, 10.0.1.0/24, ..., 10.0.255.0/24).
Schritt für Schritt Beispiel Rechnung
Aufgabe: Analysiere die IP 192.168.10.150 mit der Subnetzmaske 255.255.255.192 (/26).
Schritt 1: Die magische Nummer finden
- Die Subnetzmaske ist
/26. Die Änderung betrifft das 4. Oktett. - Subnetzmaske im 4. Oktett:
192 - Magische Nummer:
256 - 192 = 64
Schritt 2: Die Subnetzbereiche festlegen
Erhöhe um 64, bis du die IP-Adresse 150 überschreitest.
- Subnetz 1:
0 - 63 - Subnetz 2:
64 - 127 - Subnetz 3:
128 - 191(150 fällt in diesen Bereich) - Subnetz 4:
192 - 255
Schritt 3: Adressen berechnen
Die IP 192.168.10.150 gehört zum .128 Subnetz.
| Typ | Berechnung | Ergebnis |
|---|---|---|
| Network ID | Start of the block | 192.168.10.128 |
| First Host | Network ID + 1 | 192.168.10.129 |
| Last Host | Broadcast - 1 | 192.168.10.190 |
| Broadcast | Next Block (192) - 1 | 192.168.10.191 |
Schnellübersicht: Gängige Subnetze
| CIDR | Subnetzmaske (.x) | Magische Nummer | Nutzbare Hosts | Typischer Anwendungsfall |
|---|---|---|---|---|
| /24 | .0 | 256 | 254 | Standard LAN (Home/Office) |
| /25 | .128 | 128 | 126 | Ein LAN in zwei Hälften teilen |
| /26 | .192 | 64 | 62 | Abteilunsnetzwerke |
| /27 | .224 | 32 | 30 | Kleine Teams |
| /28 | .240 | 16 | 14 | Sehr kleine Teams |
| /29 | .248 | 8 | 6 | Transfernetze (Router-zu-Router) |
| /30 | .252 | 4 | 2 | Punkt-zu-Punkt Links |
| /32 | .255 | 1 | 1 | Einzelne Host-IP (Loopback) |
Häufige Fehler
- Netzwerk-ID/Broadcast vergessen: Immer 2 subtrahieren um die nutzbaren Hosts zu bekommen.
- Falsches Hochzählen: Subnetzbereiche sind inklusive. Das erste Subnetz endet daher bei
Startadresse + Blockgröße − 1. Sobald das erste Subnetz korrekt bestimmt ist, können die Endadressen der folgenden Subnetze entweder durch Addieren der Blockgröße zur vorherigen Endadresse berechnet werden oder durch erneute Anwendung der FormelStartadresse + Blockgröße − 1unter Verwendung der jeweiligen Netzadresse des Subnetzes. - Gerade/Ungerade: Netzwerk-IDs sind normalerweise gerade Nummern; Broadcasts sind normalerweise ungerade.
- Falsches Oktett: Ein
/18Subnetz verändert sich im 3. Oktett, nicht im 4. /8 - /15: Änderung im 2. Oktett./16 - /23: Änderung im 3. Oktett./24 - /32: Änderung im 4. Oktett.