Subnetting

Warum das Ganze?

• Subnetting wird dafür genutzt, um große aber auch kleinere physische Netzwerke in logische Teilnetze zu unterteilen.
• Von außen hin aber, wird das Netz nur als ein großes wahrgenommen.
• Durch die rasche Entwicklung des Internets, und dem somit verbundenen Mangel an IP-Adressen, wurde nach einer passenden Lösung gesucht.
• Diese Lösung offenbarte sich unter anderem als Subnetting.

Gründe für Subnetting

• Trennen von Netzwerken unterschiedlicher Topologie
• Trennen von Netzwerken nach Standorten, Gebäuden und Etagen
• Trennen von Netzwerken nach Abteilungen und Bereichen
• Trennen von sensitiven Bereichen vom Hauptnetz
• Trennen des Netzwerks in logische Arbeitsgruppen
• Trennen des Netzwerks zur Reduzierung des Verkehrsaufkommens

Vorteil von Subnetting

• Flexibilität bei der Adressierung für den Administrator.
• Broadcast-Unterteilung.
• Höhere Sicherheit des LANs.
• Ungenutzte IP-Adressen können vermietet oder verkauft werden.

Aufteilen von Netzwerken

Netze
172.17.0.0/16
172.17.0.0/17																172.17.128.0/17
172.17.0.0/18								172.17.64.0/18								172.17.128.0/18								172.17.192.0/18
172.17.0.0/19				172.17.32.0/19				172.17.64.0/19				172.17.96.0/19				172.17.128.0/19				172.17.160.0/19				172.17.192.0/19				172.17.224.0/19

Zusammenspiel

Oktett	Bit gesetzt	Netzgrösse	Netzanzahl
0	0	256	1
128	1	128	2
192	2	64	4
224	3	32	8
240	4	16	16
248	5	8	32
252	6	4	64
254	7	2	128

Berechnung des Netzes aus einer IPv4-Adresse mit CIDR-Notation

• Oft werden nur diese 2 Informationen bei Aufgaben gegeben
• z.B. soll für die IP 158.233.43.194/21 das passende Netz, die Maske und die Broadcast-Adresse gefunden werden

Indizierung

• Man zählt die Oktette bei ${\textstyle 0}$ beginnend

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Interessantes Oktett

• Das interessante Oktett ist die einzige zu berechnende Zahl
• Alles davor bleibt wie es war
• Alles danach ist ${\textstyle 0}$
• Das interessante Oktett berechnet sich durch die Division der CIDR Zahl durch ${\textstyle 8}$:

${\textstyle {\text{CIDR}}\div 8={\text{int. Oktettt}}\ R\ {\text{Rest}}}$

• In diesem Beispiel wäre es:

${\textstyle 21\div 8={\underline {2}}\ R\ 5}$

• Also ist das interessante Oktett die ${\textstyle 43}$

Gruppengröße

• Der Rest aus der letzten Gleichung ist auch wichtig, da man dadurch die Intervalle zwischen den Netzen berechnen kann

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 2^{8 - \text{Rest}} = \text{Gruppengröße}}

• Hier also:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 2^{8 - 5} = 2^3 = \underline{8}}

Netzbeginn

• Um jetzt das Netz zu berechnen müssen wir nur noch die Ergebnisse in die folgende Gleichung einsetzen:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle \lfloor \text{Wert d. int. Oktetts} \text{ div } \text{Gruppengröße} \rfloor \times \text{Gruppengröße} = \text{Netzbeginn}}

In Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle \lfloor ... \rfloor} stehende Zahlen werden ganzzahlig dividiert

• Eingesetzt:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle \lfloor 43 \div 8 \rfloor \times 8 = \lfloor 5 \rfloor \times 8 = 5 \times 8 = \underline{40}}

• Wie schon erwähnt bleibt alles vor dem interessanten Oktett gleich…
• …und alles danach wird gleich Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 0} gesetzt
• Daraus ergibt sich das folgende Netz: 158.233.40.0/21

Broadcast

• Die Broadcast-IP lässt sich auch wieder durch das interessante Oktett berechnen:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle \text{Netzbeginn} + \text{Gruppengröße} - 1 = \text{Broadcast}}

• Mit unseren Zahlen also:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 40 + 8 - 1 = \underline{47}}

• Alles dahinter wird dann auf Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 255} gesetzt
• Hier wäre die Broadcast-IP also: 158.233.47.255

Verfügbare IPs Berechnen

• Zunächst muss festgestellt werden wie viele Bits für den Hostanteil verwendet werden können

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 32- \text{CIRDR} = \text{Verfügbare Bit Anzahl}}

• Mithilfe der Bits können nun die verfügbaren IPs errechnet werden. Mit Abzug des Netzbeginns und des Broadcasts.

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 2^ \text{verfügbare Bit Anzahl} - 2 = \text{verfügbare IPs}}

Netzmaske berechnen

• Man kann die Netzmaske auch aus dem interessanten Oktett und der Gruppengröße berechnen
• Dazu zieht man von 256 die Gruppengröße ab und setzt es anstelle des interessanten Oktetts ein:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 256 - \text{Gruppengröße} = \text{Maske}}

• Hier also:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 256 - 8 = \underline{248}}

• Somit ist die Netzmaske: 255.255.248.0

Zusammenfassung der Schritte

1. Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle \text{CIDR} \div 8 = \text{int. Oktettt}\ R\ \text{Rest}}
2. Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 2^{8 - \text{Rest}} = \text{Gruppengröße}}
3. Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle \lfloor \text{Wert d. int. Oktetts} \div \text{Gruppengröße} \rfloor \times \text{Gruppengröße} = \text{Netzbeginn}}
4. Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle \text{Netzbeginn} + \text{Gruppengröße} - 1 = \text{Broadcast}}

IPv6

• Der Rechenweg für IPv6 Netze ändert sich ein wenig
• Man beginnt das Zählen wieder bei der 0. Stelle
• als Bespiel wird nun die IPv6 Adresse 2001:db8:5ad3::12d1/42 benutzt

interessante Stelle

• Bei IPv6 muss man lediglich eine interessante Stelle bestimmen
• Alles davor bleibt wie es war, alles danach ist Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 0}
• Dazu rechnet man:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle \lfloor \text{CIDR} \div 4 \rfloor = \text{int. Stelle}}

• In unserem Beispiel wäre es also:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle \lfloor 42 \div 4 \rfloor = 11}

• D.h. wir lassen alles vor der 10. Stelle (in unserem Fall d) wie es war und alles danach ist Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 0} : 2001:db8:5ad0::

Gruppengröße

• Die Gruppengröße kann nun entweder Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 2} , Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 4} , Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 8} oder Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 16} sein, da jede Stelle max. 16 Ziffern repräsentieren kann
• Dazu rechnet man:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 2 ^ {4 - (\text{CIDR}\;\text{mod}\;4)} = \text{Gruppengröße}}

• In unserem Beispiel wäre es also:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 2 ^ {4 - (42\;\text{mod}\;4)} = 2 ^ {4 - 2} = 4}

Netzbeginn

• Die Berechnung hier ist genauso wie bei IPv4:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle \lfloor \text{Wert d. int. Stelle} \div \text{Gruppengröße} \rfloor \times \text{Gruppengröße} = \text{Netzbeginn}}

• jedoch muss die hexadezimale Ziffer vorher in die Dezimalschreibweise umgewandelt werden
• In unserem Beispiel wäre es also:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle \lfloor \text{d} \div 4 \rfloor \times 4 = \lfloor \text{13} \div 4 \rfloor \times 4 = \lfloor 3.25 \rfloor \times 4 = 3 \times 4 = 12 = \underline{\text{c}}}

Nicht vergessen die Zahl wieder in hexadezimal zu schreiben!

• Daraus ergibt sich das Netz: 2001:0db8:5ac0::/42

Netzende

• Der Broadcast existiert nicht mehr bei IPv6
• Dennoch lässt sich das Ende eines Netzes immernoch auf diesselbe Art und Weise berechnen:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle \text{Netzbeginn} + \text{Gruppengröße} - 1 = \text{Netzende}}

• In unserem Beispiel wäre es also:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle \text{c} + 4 - 1 = 12 + 4 - 1 = 15 = \underline{\text{f}}}

• Jedoch füllt man die restlichen Stellen mit f auf
• Hier wäre die Broadcast-IP also: 2001:0db8:5aff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff

Zusammenfassung der Schritte

1. Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle \lfloor \text{CIDR} \div 4 \rfloor + 1 = \text{int. Stelle}}
2. Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle 2 ^ {4 - \text{CIDR}\;\text{mod}\;4} = \text{Gruppengröße}}
3. Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle \lfloor \text{Wert d. int. Stelle} \div \text{Gruppengröße} \rfloor \times \text{Gruppengröße} = \text{Netzbeginn}}
4. Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\textstyle \text{Netzbeginn} + \text{Gruppengröße} - 1 = \text{Broadcast}}