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Jeder Rechner eines TCP/IP-Netzwerks verfügt über eine IP-Schicht und über mindestens eine Netzwerkkarte (eine ISDN-Karte oder eine DFÜ-Verbindung gelten hier ebenfalls als Netzwerkkarte - siehe Systemsteuerung von WIN 9x). Sowohl IP als auch die Netzwerkkarte haben eine Adresse. Die Art und das Aussehen der Adressen ist jedoch unterschiedlich.
Die Ethernet-Adresse, also die Adresse der Netzwerkkarte, ist eine physikalische Adresse, die vom Hersteller festgelegt wird. Diese Adresse ist eindeutig. Sie hat eine Länge von 48 Bit und wird als sechsstellige Hexadezimalzahl dargestellt:
00 00 B4 5A 23 BB
Die IP-Adresse ist im Gegensatz zur Ethernet-Adresse eine logische Adresse, die im Netz vergeben wird. Sie kann bei Bedarf geändert werden. Die IP-Adresse muß im Netzwerk eindeutig sein. Eine IP-Adresse besteht aus 32 Bit und wird im Dezimalformat dargestellt:
192.168.0.67
Wenn man den Aufbau der Adresse betrachtet, so handelt es sich um je ein Zahlen-Quadrupel, wobei jede einzelne Zahl zwischen 0 und 255 liegt.
Jetzt brauchen wir IP-Adressen für die Rechner unseres Netzwerks. Es könnte folgende Zuordnung gelten:
•Das Schul-Netz bekommt die Nummer
192.168.0.0
•Der Kommunikationsserver hat die Nummer 192.168.0.1
•alle anderen Hosts im Netz erhalten IP-Adressen aus dem Bereich von 192.168.0.2 bis
192.168.0.254
Achtung: Die 0 und die 255 dürfen als Hostadresse nicht vergeben werden. Das heißt
192.168.x.0 und 192.168.x.255 sind als IP-Adressen für Hosts oder Gateways nicht
geeignet. Innerhalb dieser Beschränkungen können aber IP-Adressen frei vergeben werden.
Durch Segmentierung besteht die Möglichkeit, jedem
Computerraum einen eigenen Pool von Netzwerkadressen (IP-Adressen) zur Verfügung zu
stellen.
Das Unterscheidungskriterium für diese Adressklassen A, B, C, D und E sind die ersten Bits der IP-Adresse:
Stellt man z.B. die IP-Adresse
binär dar, so erhält man
Die ersten Bits sind also 010.
Weitere Regel: Jede IP-Adresse (Class A bis C) besteht aus einem Netzwerkadressanteil (N) und einem Hostadressanteil (x).
Wenn MSB (most significant bit) also das erste Bit = 0 ist, so handelt es sich um eine A-Klasse-Adresse. Damit liegen A-Klasse-Adressen immer im Bereich von 0 bis 126. (z.B. 92.121.12.88). Die 127 gehört zwar mathematisch gesehen auch dazu, aber dazu weiter unten mehr.
Generell kann man sagen, dass A-Klasse-Adressen (N.x.x.x) für sehr große Netzwerke (also 1.x.x.x bis 126.x.x.x; wobei die 0 und die 127 nicht für Netzwerke da ist. Die Adresse 0.0.0.0 steht für die Default-Route und die Adresse 127.0.0.0 ist für das Loopback-Device).
Es existieren also genau 126 Class-A Netze mit denen man jeweils maximal 16.646.144 Hosts adressieren kann.
Sind die ersten Bits einer IP-Adresse 10(bin), so ist diese Adresse eine B-Klasse-Adresse. Also liegen B-Klasse-Adressen immer zwischen 128 und 191.
B-Klasse-Adressen (N.N.x.x) sind ein Kompromiss zwischen diesen beiden Extremen: Sie sind gut für mittlere Netze geeignet.
Es existieren also genau 16.256 Class-B Netze mit denen man jeweils maximal 65.024 Hosts adressieren kann.
Beginnt eine Internet-Adresse mit 110(bin), so ist die Adresse eine C-Klasse-Adresse. Die IP-Adresse liegt also zwischen 192 und 223. (z.B. 193.121.12.88)
C-Klasse-Adressen (N.N.N.x) sind für kleine Netze geeignet
Es existieren genau 2.080.768 Class-C Netze mit denen man jeweils maximal 254 Hosts adressieren kann.
Für Schulen interessant: C-Klasse-Adressen
C-Klasse-Adressen weisen folgende Struktur auf: N.N.N.x
Hierbei ist N.N.N der Netzwerkadressanteil und x der Hostadressanteil.
Weltweit ergeben sich 2.080.768 C-Klasse-Netzwerke mit jeweils bis zu 254 Hosts. Als Host werden die
beiden IP-Adressen N.N.N.0 (das Netzwerk selbst) und N.N.N.255 (Broadcast) nicht mit
benutzt.
kleines Beispiel:
Der Host mit der IP-Adresse 192.168.0.6 befindet sich im Netzwerk 192.168.0. In diesem
Netzwerk ist er der Host mit der Nummer 6. Sollen Pakete in dieses Netzwerk geleitet
werden, so müssen in den Routing-Tabellen der verantwortlichen Router Einträge mit dem
Ziel 192.168.0.0 vorhanden sein. Trifft ein Paket im Netzwerk 192.168.0 ein, das an die
IP-Adresse 192.168.0.255 (Broadcast) adressiert ist, so erhalten alle Hosts des Netzes
192.168.0 dieses Paket.
Beginnt eine Internet-Adresse mit 1110(bin), so ist die Adresse eine D-Klasse-Adresse. Die IP-Adresse liegt also zwischen 224 und 239. (z.B. 231.121.12.88).
D-Klasse-Adressen besitzen einen Sonderstatus und werden als Multicast - Adressen meist für die synchrone Datenübertragung (Videokonferenzen, Streaming ...) verwendet. Eine Unterscheidung in Netzwerk- und Hostanteil existiert hier nicht.
Beginnt eine IP-Adresse mit 1111(bin), so ist die Adresse eine E-Klasse-Adresse. Die IP-Adresse liegt also zwischen 240 und 255. (z.B. 253.121.12.88).
E-Klasse-Adressen stehen im Internet nicht zur Verfügung.
Manche Adressen kann man gar nicht oder nicht im Internet für einzelne Hosts verwenden, sie sind für verschiedene Zwecke reserviert.
Netzwerk: Jede IP mit einer Hostadresse, die in allen Bits=0 besteht, stellt eine Netzwerkadresse dar, unter der das gesamte jeweilige Netz (nicht aber ein einzelner Host) angesprochen wird.
Broadcast: Jede IP mit einer Hostadresse, die in allen Bits=1 besteht, stellt eine Broadcastadresse dar. Damit kann ein Datenpaket an alle Rechner dieses Netzes gesendet werden.
Loopback: Die Adresse 127.0.0.1 spricht nur das Loopback - Device an, also den eigenen Rechner (wird auch als LOCALHOST bezeichnet).
Subnetze: Hierfür gelten die Punkte 1 und 2 analog, auch wenn durch Verlängerung des Netzwerkanteils der Adresse der Hostanteil kürzer geworden ist. Mehr dazu im Kapitel 10.7.
weitere:
Im Internet gibt es bestimmte Adressbereiche, die für private Zwecke
(besser eigene Zwecke) reserviert sind, deren Daten also nicht durch das
Internet weitergeleitet werden. Diese eignen sich für den Aufbau eines
Intranets. Die Kommunikation mit den Internet kann also nicht direkt von
einem dieser Rechner aus erfolgen. Erst ein Gateway, der die Adressen in
eine im Internet gültige Adresse umsetzt, ermöglicht solchen Rechnern
einen Internetzugang. Folgende Netze sind dafür reserviert:
1 Klasse-A-Netz: 10.x.x.x
16 Klasse-B-Netze: 172.16.x.x bis 172.31.x.x
256 Klasse-C-Netze: 192.168.0.x bis 192.168.255.x
Die Netzmaske legt die Länge des
Netzwerkadressanteils fest. Die Struktur der Netzmaske (Netmask) ist einer IP-Adresse
durchaus ähnlich: Sie besteht aus vier durch einen Punkt getrennte Zahlen, die jeweils
zwischen 0 und 255 (einschließlich) liegen.
Nehmen wir an, wir sind für ein C-Klasse-Netzwerk mit der Netzwerkadresse 192.168.0
verantwortlich. In diesem Netzwerk gibt es nun einen Host mit der IP-Adresse 192.168.0.2.
Die Default-Netzmaske für ein C-Klasse-Netzwerk lautet: 255.255.255.0.
Daraus ergibt sich die Aussage, dass sich hinter der IP-Adresse 192.168.0.2 der Host 2 des
Netzwerks 192.168.0 verbirgt. Also überall dort, wo in der Netzmaske ein Bit gesetzt ist,
handelt es sich innerhalb einer IP-Adresse um ein Bit des Netzwerkadressanteils. Umgekehrt
bedeutet dies: Ist in der Netzmaske ein Bit nicht gesetzt, so ist das zugehörige Bit
einer IP-Adresse Teil des Hostadressanteils.
Verknüpft man die IP-Adresse (UND) mit der Netzmaske, so erhält man die Netzwerkadresse des Hosts.
Verknüpft man die IP-Adresse (UND) mit der invertierten Netzmaske, so erhält man die Hostadresse des Hosts.
Die Broadcastadresse in einem nicht
unterteilten C-Klasse-Netzwerk ist N.N.N.255.
In unserem Beispiel wäre das 192.168.0.255. Damit lässt sich an alle Hosts (192.168.0.x)
im Netz 192.168.0 eine Nachricht senden.
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