Damit die Wegewahl in Netzwerken und im Internet zur Übermittlung von Datenpaketen vom Senden zum Empfänger funktioniert, wird jedem Rechner im Internet eine weltweit eindeutige (und einmalige) Adresse (IP-Adresse) zugeordnet.
Standardmäßig haben diese IP-Adressen eine Länge von 32 Bit: Diese werden aus Gründen der Übersichtlichkeit in vier Zahlen zu je einem Byte aufgeteilt. Meist werden die einzelnen Bytes durch einen Punkt getrennt und dezimal dargestellt.
Zusätzliche Erklärung (youtube)
Beispiel 1:
Bit-Darstellung: 1100 0000 1010 1000 1000 0000 0001 0001 Dezimale Darstellung: 192. 168. 128. 17 Hex-Darstellung: C0 A8 80 11
Um die einzelnen Rechner zu unterschiedlichen Netzwerken zusammenfassen bzw. zuordnen zu können, besteht jede IP-Adresse aus einem Netzwerkanteil, der die Netzwerkadresse festlegt, und einen Geräteanteil(Hostanteil), der einen einzelnen Rechner innerhalb eines Netzwerks eindeutig kennzeichnet.
Jede IP-Adresse wird durch eine Netzmaske in einen Netzwerk- und einen Geräteteil (Hostteil) getrennt. Die Netzwerkmaske gibt an, an welchem Bit die IP-Adresse geteilt werden muss. Die von der Netzmaske maskierten Bits (= Netzwerkteil) sind bei allen Hosts (Rechnern) eines Netzwerks identisch. Die Information, ob ein Gerät im gleichen Netzwerk liegt (d.h. gleicher Netzwerkteil in der IP-Adresse), wird von einem Gerät(Host) benötigt, um Routing-Entscheidungen treffen zu können.
Beispiel 2:
IP-Adresse 130.94.122.195/27
Dezimal Binär Berechnung
IP Adresse 130.094.122.195 10000010 01011110 01111010 11000011 ip-adresse
Netzmaske 255.255.255.224 11111111 11111111 11111111 11100000 AND netzmaske
Netzwerkteil 130.094.122.192 10000010 01011110 01111010 11000000 = netzwerkanteil
IP Adresse 130.094.122.195 10000010 01011110 01111010 11000011 ip-adresse
Netzmaske 255.255.255.224 11111111 11111111 11111111 11100000 AND(NOT netzmaske)
Geräteteil 3 00000000 00000000 00000000 00000011 = geräteteil
Bei einer Netzmaske mit 27 gesetzten Bits ergibt sich ein Netzwerkteil von 130.94.122.192. Es verbleiben 5 Bits und damit `2^5=32` Adressen für den Geräteteil. Hiervon werden noch je 1 Adresse für das Netzwerk selbst und für den Broadcast benötigt, sodass 30 Adressen für Geräte zur Verfügung stehen.
Beispiel 3:
IP-Adresse 130.94.122.117/28
Dezimal Binär Berechnung
IP Adresse 130.094.122.117 10000010 01011110 01111010 01110101 ip-adresse
Netzmaske 255.255.255.240 11111111 11111111 11111111 11110000 AND netzmaske
Netzwerkteil 130.094.122.112 10000010 01011110 01111010 01110000 = netzwerkanteil
IP Adresse 130.094.122.117 10000010 01011110 01111010 01110101 ip-adresse
00000000 00000000 00000000 00001111
Netzmaske 255.255.255.240 11111111 11111111 11111111 11110000 AND(NOT netzmaske)
Geräteteil 0. 0. 0. 5 00000000 00000000 00000000 00000101 = geräteteil
Bei einer Netzmaske mit 28 gesetzten Bits ergibt sich ein Netzwerkteil von 130.94.122.112. Es verbleiben 4 Bits und damit `2^4=16` Adressen für den Geräteteil. Hiervon werden noch je 1 Adresse für das Netzwerk selbst und für den Broadcast benötigt, sodass 14 Adressen für Geräte zur Verfügung stehen.
Beispiel 4:
Einer Organisation wurde die Netzwerknummer 193.1.1.0/24 zugewiesen, und es müssen sechs Teilnetze angelegt werden. Im größten Teilnetz werden 25 Rechnernummern benötigt.
a) Ermittle den Netz- und den Geräteanteil - ohne auf Teilnetze zu achten. Wie viele Rechner wären in diesem Netz möglich?
b) Wie viele Bits benötgt man, um 6 Teilnetze anzulegen? Führe die Definition der 6 Teilnetze durch!
c) Welche Adresse besitzt der 5. Rechner im Teilnetz #2 ?
ad a)
IP-Adresse 193.1.1.0/24
Dezimal Binär Berechnung
IP Adresse 193.001.001.000 11000001 00000001 00000001 00000000 ip-adresse
Netzmaske 255.255.255.000 11111111 11111111 11111111 00000000 AND netzmaske
Netzwerkteil 193.001.001.000 11000001 00000001 00000001 00000000 = netzwerkanteil
IP Adresse 193.001.001.000 11000001 00000001 00000001 00000000 ip-adresse
Netzmaske 255.255.255.000 11111111 11111111 11111111 00000000 AND(NOT netzmaske)
Geräteteil 0 00000000 00000000 00000000 00000000 = geräteteil
ad b)
Basis Netz: 11000001.00000001.00000001.00000000 = 193.1.1.0/24 Teilnetz #0: 11000001.00000001.00000001.00000000 = 193.1.1.0/27 Teilnetz #1: 11000001.00000001.00000001.00100000 = 193.1.1.32/27 Teilnetz #2: 11000001.00000001.00000001.01000000 = 193.1.1.64/27 Teilnetz #3: 11000001.00000001.00000001.01100000 = 193.1.1.96/27 Teilnetz #4: 11000001.00000001.00000001.10000000 = 193.1.1.128/27 Teilnetz #5: 11000001.00000001.00000001.10100000 = 193.1.1.160/27 Teilnetz #6: 11000001.00000001.00000001.11000000 = 193.1.1.192/27 Teilnetz #7: 11000001.00000001.00000001.11100000 = 193.1.1.224/27
ad c)
Der 5.Rechner im Teilnetz #2 besitzt die IP-Adresse 193.1.1.69/27
Beispiel 5: Befinden sich 192.168.0.93/27 und 192.168.0.97/27 im gleichen Netz?
IP-Adresse 11000000.10101000.00000000.01011101=192.168.000.093 Subnetzmask 11111111.11111111.11111111.11100000=255.255.255.224 Netzwerkanteil 11000000.10101000.00000000.01000000=192.168.000.064 IP-Adresse 11000000.10101000.00000000.01100001=192.168.000.097 Subnetzmask 11111111.11111111.11111111.11100000=255.255.255.224 Netzwerkanteil 11000000.10101000.00000000.01100000=192.168.000.096
Da die Netzwerkanteile verschieden sind, sind die beiden Rechner nicht im gleichen Netz!
Beispiel 6: Wie lauten die Neztwerkadressen des ersten/letzten Hosts des Netzwerkes 192.168.0.96/27 und die Broadcastadresse?
INetwork-ID: 192.168.0.96 = 11000000.10101000.00000000.01100000 Erster Host: 192.168.0.97 = 11000000.10101000.00000000.01100001 Letzter Host: 192.168.0.126 = 11000000.10101000.00000000.01111110 Broadcast: 192.168.0.127 = 11000000.10101000.00000000.01111111
Broadcast-Adresse genau um eins weniger als Netzwerk-Adresse des nächsten Teilnetzes