Was eine Subnetzmaske bewirkt
Eine Subnetzmaske ist ein 32-Bit-Wert, in der Länge an eine IPv4-Adresse angepasst, bestehend aus einer zusammenhängenden Folge von 1-Bits gefolgt von einer zusammenhängenden Folge von 0-Bits. Die 1-Bits kennzeichnen, welche Bits der Adresse das Netz identifizieren, zu dem die Adresse gehört, und die 0-Bits kennzeichnen, welche Bits einen bestimmten Host innerhalb dieses Netzes identifizieren. Eine bitweise UND-Verknüpfung zwischen einer IP-Adresse und ihrer Maske entfernt die Hostbits und lässt nur die Netzadresse übrig.
Zum Beispiel lautet die Maske 255.255.255.0 in Binärform 11111111.11111111.11111111.00000000 – 24 Eins-Bits gefolgt von 8 Null-Bits –, was bedeutet, dass die ersten drei Oktette das Netz identifizieren und das letzte Oktett einzelne Hosts darin, was bis zu 256 Adressen (254 davon nutzbar) in diesem Netz erlaubt.
CIDR-Notation: Was /24 tatsächlich bedeutet
CIDR (Classless Inter-Domain Routing), spezifiziert in RFC 4632, schreibt die Subnetzmaske als Schrägstrich gefolgt von der Anzahl der führenden 1-Bits, sodass /24 eine Kurzform für die Maske 255.255.255.0 und /26 eine Kurzform für 255.255.255.192 ist. CIDR ersetzte das ältere klassenbasierte System, bei dem die Netzgröße starr durch die ersten Bits der Adresse festgelegt war (Klasse A, B oder C), durch die Flexibilität, ein Netz nahezu beliebiger Größe durch die Wahl einer beliebigen Präfixlänge von /0 bis /32 zu definieren.
Die Präfixlänge bestimmt direkt sowohl die Maske als auch die Anzahl der verbleibenden Hostbits: Für eine 32-Bit-IPv4-Adresse gilt Hostbits = 32 − Präfixlänge. Ein /24-Netz hat 8 Hostbits (2⁸ = 256 Adressen), ein /26-Netz hat 6 Hostbits (2⁶ = 64 Adressen) und ein /30-Netz hat 2 Hostbits (4 Adressen) – je kleiner die Anzahl der Hostbits, desto kleiner das Netz.
Rechenbeispiel: 192.168.1.10/26
Nehmen Sie die Adresse 192.168.1.10 mit einem /26-Präfix. Eine /26-Maske hat 26 Eins-Bits, was die gesamten ersten drei Oktette (24 Bit) plus die oberen 2 Bit des vierten Oktetts abdeckt und die Maske 255.255.255.192 ergibt (192 ist in Binärform 11000000). Das vierte Oktett der Adresse, 10, ist in Binärform 00001010; verknüpft man es per UND mit dem vierten Oktett der Maske (11000000), werden die unteren 6 Bit auf null gesetzt, sodass 00000000 = 0 übrig bleibt, also ist die Netzadresse 192.168.1.0.
Die 6 verbleibenden Hostbits im vierten Oktett ergeben eine Blockgröße von 2⁶ = 64 Adressen pro Subnetz, sodass das Subnetz, das .10 enthält, die Adressen .0 bis .63 umfasst. Die Broadcast-Adresse ist das obere Ende dieses Bereichs, 192.168.1.63 (alle Hostbits auf 1 gesetzt), und der nutzbare Hostbereich ist alles zwischen Netz- und Broadcast-Adresse: 192.168.1.1 bis 192.168.1.62 – genau 2⁶ − 2 = 62 nutzbare Hostadressen.
Warum es Subnetting gibt
Subnetting wurde in RFC 950 standardisiert, um ein praktisches Problem zu lösen: Ein einzelnes flaches Netz mit Tausenden oder Millionen von Geräten ist ineffizient und anfällig, weil jedes Gerät in einer Broadcast-Domäne jedes darin gesendete Broadcast-Paket empfängt und ein Fehler oder ein Broadcast-Sturm auf einem Segment das gesamte Netz beeinträchtigen kann. Die Aufteilung eines großen Adressblocks in kleinere Subnetze beschränkt den Broadcast-Verkehr auf das jeweilige Subnetz und ermöglicht es, ein Netz nach physischen oder organisatorischen Grenzen zu gliedern – ein Stockwerk, eine Abteilung, ein Rechenzentrumsrack – statt nach einem ungeteilten Adresspool.
Subnetting unterstützt zudem die Adresssparsamkeit und Routing-Effizienz: Eine Organisation kann jedes Subnetz ungefähr an die tatsächlich benötigte Gerätezahl anpassen (eine /30-Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen zwei Routern muss nicht 254 Adressen verbrauchen wie ein /24-Büronetz), und die Präfixe variabler Länge von CIDR erlauben es Routern, viele kleine Subnetze zu einem einzigen Routing-Tabelleneintrag zu aggregieren, wodurch verhindert wird, dass internetweite Routing-Tabellen unbeherrschbar groß werden, wie in RFC 4632 beschrieben.
CIDR-Präfix-Referenztabelle
Die folgende Tabelle listet gängige CIDR-Präfixlängen mit ihren Subnetzmasken in Dezimalpunktnotation und der resultierenden Anzahl nutzbarer Hostadressen auf, gemäß den üblichen CIDR-Regeln zur Hostzählung, bei denen die Netz- und Broadcast-Adresse reserviert und keinem Gerät zuweisbar sind.
| Präfix | Subnetzmaske | Nutzbare Hosts |
|---|---|---|
| /24 | 255.255.255.0 | 254 |
| /25 | 255.255.255.128 | 126 |
| /26 | 255.255.255.192 | 62 |
| /27 | 255.255.255.224 | 30 |
| /28 | 255.255.255.240 | 14 |
| /29 | 255.255.255.248 | 6 |
| /30 | 255.255.255.252 | 2 |
Häufig gestellte Fragen
Was ist eine Subnetzmaske?
Eine Subnetzmaske ist ein 32-Bit-Wert, der aus einer zusammenhängenden Folge von 1-Bits gefolgt von einer zusammenhängenden Folge von 0-Bits besteht und dazu dient, eine IPv4-Adresse in einen Netzanteil und einen Hostanteil aufzuteilen. Eine bitweise UND-Verknüpfung zwischen einer Adresse und ihrer Maske ergibt die Netzadresse; die Maske 255.255.255.0 kennzeichnet beispielsweise die ersten 24 Bit als Netzanteil und die letzten 8 Bit als Hostanteil.
Was bedeutet /24 in einer IP-Adresse?
Das /24 in der CIDR-Notation bedeutet, dass die ersten 24 der 32 Bit der Adresse das Netz identifizieren, gleichbedeutend mit der Subnetzmaske 255.255.255.0. Die verbleibenden 8 Bit identifizieren einzelne Hosts innerhalb dieses Netzes, was 2⁸ = 256 Adressen insgesamt ergibt, von denen nach Reservierung der Netz- und Broadcast-Adresse 254 nutzbar sind.
Wie ermittle ich die Netz- und Broadcast-Adresse für 192.168.1.10/26?
Eine /26-Maske ist 255.255.255.192 und lässt 6 Hostbits im letzten Oktett sowie eine Blockgröße von 2⁶ = 64 Adressen übrig. Da 10 in den Block 0–63 fällt, ist die Netzadresse 192.168.1.0 (alle Hostbits auf null) und die Broadcast-Adresse 192.168.1.63 (alle Hostbits auf 1); der nutzbare Hostbereich ist 192.168.1.1 bis 192.168.1.62, also 62 Adressen.
Warum gibt es Subnetting?
Subnetting unterteilt ein großes Netz in kleinere, unabhängig verwaltete Segmente, was begrenzt, wie weit sich Broadcast-Verkehr ausbreitet, Fehler und unerwünschten Datenverkehr auf einen kleineren Teil des Netzes isoliert und die Zuteilung von Adressraum ungefähr an die tatsächliche Gerätezahl anpasst, statt große Blöcke für kleine Verbindungen zu verschwenden. Es erlaubt Routern zudem, viele kleine Subnetze zu weniger Routing-Tabelleneinträgen zu aggregieren, was für die Skalierung des Internet-Routings unverzichtbar ist.
Wie viele nutzbare Hosts hat ein /26-Netz?
62. Ein /26-Präfix lässt 6 Hostbits (32 − 26 = 6) übrig, was 2⁶ = 64 Adressen insgesamt im Subnetz ergibt. Davon ist die Nur-Nullen-Adresse als Netzadresse und die Nur-Einsen-Adresse als Broadcast-Adresse reserviert, sodass 2⁶ − 2 = 62 Adressen übrig bleiben, die Geräten zugewiesen werden können.
Was ist der Unterschied zwischen CIDR und dem alten klassenbasierten Adressierungssystem?
Die klassenbasierte Adressierung legte die Netzgröße auf eine von wenigen starren Optionen fest (Klasse A, B oder C) je nach den ersten Bits einer Adresse, was große Mengen an Adressraum bei Organisationen verschwendete, die etwas zwischen den festen Größen benötigten. CIDR, spezifiziert in RFC 4632, ersetzte dies durch Präfixe variabler Länge in Schrägstrichnotation (z. B. /24, /26), was es erlaubt, ein Netz auf nahezu jede Zweierpotenzgrenze zu dimensionieren und Routern zu ermöglichen, mehrere Netze zu weniger Routing-Tabelleneinträgen zu aggregieren.
Quellenangaben
- Mogul J, Postel J. Internet Standard Subnetting Procedure. RFC 950, IETF, 1985.
- Fuller V, Li T. Classless Inter-domain Routing (CIDR): The Internet Address Assignment and Aggregation Plan. RFC 4632, IETF, 2006.
- Postel J. Internet Protocol. RFC 791, IETF, 1981.
- Rekhter Y, Moskowitz B, Karrenberg D, de Groot GJ, Lear E. Address Allocation for Private Internets. RFC 1918, IETF, 1996.