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[Tutorial] Subnetting
geschrieben am 16.05.2006 um 18:37 von Cerox
Hier ein Tutorial von mir zum Thema Subnetting.
Was ist Subnetting? Wozu macht man das?
Beim Subnetting teilt man ein Netz wie der Name schon sagt in Subnetze auf.
Was hat es für einen Sinn ein Netz in mehrere Subnetze aufzuteilen? Ein Netz in Subnetze aufzuteilen hat viele Vorteile. Stellen wir uns als Beispiel eine Schule mit, der Einfachheit halber, nur drei Computerräumen vor. Jeder Raum verfügt über 30 Hosts.
Befänden sich nun alle 90 Hosts in einem Netz, so würden alle Broadcasts an alle Netzteilnehmer übertragen werden, d.h. alle 90 Hosts würden diese Nachricht bekommen. Zur Erklärung: Broadcasts werden über alle Geräte der Schicht 1 (Hub, Repeater) und Schicht 2 (Bridge, Switch) weitergeleitet. Ein Router begrenzt Broadcasts, da nur er eine Netzverbindung zum anderen Subnetz herstellen kann. Mit einem Router kann natürlich auch ein Server gemeint sein, der die Routing-Funktion übernimmt. Abgesehen davon, dass das Netz eventuell überlastet werden könnte, ist es auch aufgrund der Sicherheit eine sinnvolle Aktion, die Hosts nicht alle in ein Netz zu verfrachten. Die drei Subnetze sind völlig unabhängig voneinander – nur über einen Router/Gateway kann ein anderes Subnetz erreicht werden.
Subnetzmaske – Was ist das?
Jeder gibt immer brav 255.255.255.0 ein – aber was ist denn eigentlich die Subnetzmaske?
Die Subnetzmaske maskiert die IP-Adresse und ergibt in einer logischen AND-Operation die Netzadresse/Subnetzadresse. Ein Router führt also ein logisches AND aus und maskiert die IP-Adresse mit ihrer Netzmaske, um zu erfahren, in welches Netz das Datenpaket weitergeleitet werden muss.
Die Subnetzmaske bestimmt, welcher Teil der IP-Adresse das Netz und welcher Teil den Host identifiziert.
Beispiel: 192.168.1.3/24*
192.168.1. bestimmt hierbei das Netz – alle Hosts, die mit diesem Präfix beginnen, befinden sich also im selben Netz. Das letzte Oktett kann für die Host-Adressierung verwendet werden.
* /24 = 255.255.255.0
Diese Schreibweise ist wesentlich kürzer und ich werde sie auch in diesem Tutorial häufiger verwenden. Die 24 bedeutet hierbei, dass 24 Bits zum Netzanteil gehören. Stünde dort eine 8, so hieße dies: 255.0.0.0.
Eine IP-Adresse besteht wie die Subnetzmaske aus 32 Bit (IPv4).
Dezimal: 255.255.255.0
Binär: 11111111.11111111.11111111.00000000
An der binären Schreibweise wird deutlich, wie Subnetze gebildet werden. Die Bits zum Netzanteil werden immer nacheinander entlehnt. Wie das genau geht, erkläre ich nun im Beispiel.
Beispiel – Bildung von Subnetzen
Kommen wir wieder zu unserem Beispiel mit unseren drei Computerräumen á 30 Hosts zurück.
Gegeben ist das Netz: 192.168.1.0/24
Nun möchten wir drei Subnetze bilden.
Dazu müssen wir die Bits, wie schon oben geschrieben, entlehnen. Entlehnen bedeutet, dass wir uns Bits aus dem Host-Anteil „nehmen“ und diese zum Subnetzanteil hinzufügen. Als erstes müssen wir errechnen, wie man auf drei Subnetze kommt. Wir haben im Host-Anteil noch acht Bits übrig, die wir entlehnen könnten. Dann würde es aber keine Hosts mehr geben (kein Host-Anteil) – daher kann man im letzten Oktett maximal sechs Bits entlehnen. Das gilt nur für das letzte Oktett! Gehen wir nacheinander alles durch:
2^1 = 2 -> würde bedeuteten 2 Subnetze
Beim Einteilen eines Netzes in Subnetze entsteht immer ein Broadcast-Subnetz und ein Netz, womit wiederum alle Subnetze gemeint sind. Dadurch sind immer zwei Subnetze nicht verwendbar, d.h. hierbei gibt es keine Subnetze.
2^2 = 4 – 2 = 2 -> 2 Subnetze -> wir brauchen aber 3
2^3 = 8 -2 = 6
Wir wissen nun, dass wir drei Bits entlehnen müssen.
Bekommen wir auch 30 Hosts in unsere Subnetze?
3 Bits haben wir entlehnt, d.h. 5 bleiben für den Host-Anteil übrig.
2^5 = 32 -2 = 30 -> passt genau
Auch hier minus 2, da es in jedem Subnetz eine Subnetzadresse und eine Subnetz-Broadcastadresse gibt.
Unsere Standard-Subnetzmaske Class-C lautet: 255.255.255.0 (oder /24)
Nun haben wir drei Bits entlehnt, also: 24+3 = /27
Wie lautet die Maske nun in der dezimalen längeren Schreibweise?
Wir haben drei Bits im letzten Oktett entlehnt.
2^7 = 128
2^6 = 64
2^5 = 32
128+64+32 = 224
Subnetzmaske: 255.255.255.224
Binär: 11111111.11111111.11111111.11100000
Insgesamt gibt es 8 Subnetze, davon sind 6 verwendbar.
Wenn wir als nächstes alle Subnetze auflisten, werde ich acht auflisten. Das erste und das letzte davon sind nicht verwendbar. Das erste Subnetz wird in der Regel mit einer 0 bezeichnet (0er Subnetz) – das ist unserer Netz 192.168.1.0/27
Wie listet man die Subnetze auf? In dem Fall ist das ganz einfach, da sich nur die Zahl im letzten Oktett ändern kann. Das letzte Oktett besteht aus 8 Bits – drei Bits haben wir entlehnt, wodurch 5 Bits für den Host-Anteil übrig bleiben.
2^5 = 32
Die Subnetze lauten demnach:
0 – 192.168.1.0
1 – 192.168.1.32
2 – 192.168.1.64
3 – 192.168.1.96
4 – 192.168.1.128
5 – 192.168.1.160
6 – 192.168.1.192
7 – 192.168.1.224
Haben wir richtig gerechnet? Ja haben wir, da wir im letzten Broadcast-Subnetz wieder auf 224 kommen – die Zahl sollte ja bekannt vorkommen.
Das 0er Subnetz spricht das gesamte Netz an – das letzte Subnetz ist das Broadcast-Subnetz.
In jedem Subnetz selbst gibt es auch noch mal eine Adresse, die das Subnetz anspricht -> Subnetzadresse und eine, die das Subnetz für Broadcasts anspricht -> Subnetz-Broadcastadresse.
Daher haben wir auch nur 30 verwendbare Hosts bei 32 Adressen pro Subnetz.
Subnetz 1: 192.168.1.32
Verwendbare Hosts: 192.168.1.33 bis 192.168.1.62
Broadcast: 192.168.1.63
Ich denke, so sollte man das Prinzip verstehen. Man sollte einige solche Berechnungen selbst durchführen, sofern man es können möchte und kein Programm zur Hilfe nehmen will. Zur Kontrolle sind die Programme dafür trotzdem ganz gut geeignet.
Daher zeige ich hier auch mal einen Screenshot, auf dem alle sechs verwendbaren Subnetze aufgelistet sind.
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