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Netzwerkgrundlagen

Aufbau einer IPv4-Adresse

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Ein Computer liest eine IPv4-Adresse als binäre Zahl. Diese verfügt über eine Länge von 32 Bit und besteht aus einem Netzwerk- sowie einem Hostanteil.

Transkript

Mit der IP-Adresse arbeiten wir ja praktisch täglich. In diesem Video wollen wir einen kurzen Blick hinter die Kulissen wagen. Hier sehen wir eine IP-Adresse, wie wir sie praktisch täglich in Gebrauch haben. Ich habe hier die "192.168.100.2" eingetragen. Der Computer allerdings sieht diese Zahl natürlich als Binärzahl, der kann nur binär lesen oder schreiben. Diese Zahl hat insgesamt 32 Bit Länge. 32 Bit, das ist ganz ordentlich, 2^32, das sind rund vier Milliarden IP-Adressen. Man muss sich einmal vorstellen, als die IP-Adresse jung designt wurde, waren gerade mal ein paar Tausend Hosts online. Das war aus damaliger Sicht ganz schön vorausschauend. Denn wie wir heute wissen, der IPv4-Adressbereich ist ausgeschöpft und wir warten alle sehnsüchtig auf IPv6. Ja, ich höre jetzt den einen oder anderen Zuschauer lachen. Wir notieren die IP-Adresse in der punktierten Dezimalnotation, Der Rechner allerdings sieht die IP-Adresse als reine Binärzahl und er schreibt natürlich auch die Punkte nicht in die Mitte, sondern der sieht sie durchgängig. Dennoch besteht die IP-Adresse aus zwei unterschiedlichen Bestandteilen und diese Bestandteile sind sehr wichtig, wenn wir Netzwerke bilden wollen, auf 'Layer 3', also auf der logischen Ebene. Wir haben zunächst auf der linken Seite grundsätzlich einen Netzwerkanteil, auf der rechten Seite haben wir einen Hostanteil. Der Netzwerkanteil beschreibt tatsächlich die ganz unterschiedlichen Netze und der Hostanteil beschreibt die einzelnen IPs, die zu einem bestimmten Netz gehören, sie können sich also direkt sehen. Damit meine ich, dass wir in der Mitte kein Verbindungsgerät auf Layer 3, sprich einen Router oder so brauchen. Der Netzwerkanteil muss jetzt natürlich nicht am dritten Oktett enden, sondern er kann auch in der Mitte der IP-Adresse irgendwo liegen. Man kann das jetzt primär nicht mehr feststellen, deswegen benötigen wir Hilfsmittel, um das festzustellen, wo der Netzwerkanteil aufhört und wo der Hostanteil anfängt. Wir haben also folgende Hilfsmittel zur Verfügung: Ganz früher zu seligen Zeiten wurde das sogenannte "most significant bit" hergenommen, um den Netzwerkanteil zu definieren. Das 'most significant bit' oder 'high order bit' ist immer das höchstwertigste Bit im ersten Oktett, also hier ganz links. Dort gab es eine Struktur, wenn das erste Bit ganz links eine Null war, war es vollautomatisch eine "Klasse A" und diese "Klasse A" hatte dann definiert, dass es 8-Bit-Netzwerkanteil war und der Rest war Hostanteil. Also anhand dieses 'most significant bit' hat man früher den Netzwerkanteil und den Hostanteil definiert. Heute ist das nicht mehr so. Es wurde irgendwann die sogenannte "Subnetzmaske" entwickelt. Die Subnetzmaske wird dann direkt unter die IP geschrieben, im Grunde genommen ist alles, was "1" ist, Netzwerkanteil und alles, was "0" ist, ist Hostanteil. So wird durch die Zahl, die ich in der Subnetzmaske schreibe, der Netzwerkanteil vom Hostanteil getrennt. In der neueren Notationsform arbeiten wir mit der sogenannten "CIDR-Notation", das heißt die "Classless-Interdomain-Routing-Notation". Dort sieht es ein bisschen anders aus, man schreibt die Anzahl der Netzwerkbits direkt hinter die IP-Adresse. Man könnte zum Beispiel in der Mitte sagen: "192.168.100.2" mit der Subnetzmaske "255.255.255.0" könnte man auch schreiben als "192.168.100.2/24". Warum 24? Ganz einfach, weil der Netzwerkanteil dann 24-Bit lang ist. Der Hostanteil wäre dann entsprechend 8 Bit. In neueren Systemen, hier namentlich bei IPv6, wird diese ausschließlich diese Notation verwendet. Da gibt es keine Subnetzmaske mehr, sondern nur noch eine Subnetz-Präfixlänge oder ein 'subnet prefix', verkürzt auch nur 'prefix' genannt. Und hier trägt man das 'prefix' direkt in das Konfigurationstool ein. Die Notation wäre letzten Endes, zum Beispiel bei dieser IPv6 Adresse auch, "2001:db8::1/64". So würde man es auf das Papier schreiben. Wir haben in der IP-Adressierung einige Spezialfälle, und zwar wenn alle Bits komplett auf "0" sind, ist das die reservierte, die nicht spezifizierte Adresse von der IANA, die können wir nicht verwenden. Das wäre also die "0.0.0.0", die funktioniert also gar nicht. Dann haben wir alle Bits auf "1", das wäre also die "255.255.255.255", die können wir auch nicht verwenden. Die ist nämlich für einen Broadcast reserviert, für den globalen Broadcast, und das Gleiche gilt im Endeffekt für den Hostanteil. Wenn nämlich im Hostanteil alle Bits auf "0" gesetzt sind, entspricht das der Netzwerkadresse, die kann ich nicht für eine IP-Adresse verwenden, also für einen Host, einen Client, da bringt das System dann einen Fehler. Das Gleiche gilt auch für den Broadcast, den adressiere ich nämlich immer mit der letzten IP im Netzwerk. Wenn alle Bits im Hostanteil auf "1" stehen, adressiere ich eigentlich den Broadcast. Auch da würde ein System den Fehler bringen, wenn ich eine IP-Adresse für den Client vergeben wollte, wo der Hostanteil komplett auf "1" steht. Kurz noch zwei Beispiele. In unserem Beispiel wäre "192.168.100.0", das geht gar nicht für eine IP für einen Client, denn das ist die Netzwerkadresse. Die "192.168.100.255", da stehen alle Bits im Hostanteil auf "1", das ist die Broadcast-Adresse und funktioniert nicht für eine IP für einen Client.

Netzwerkgrundlagen

Lassen Sie sich die grundlegenden Netzwerktechniken erklären und erfahren Sie anhand vieler Beispiele, wie Netzwerke in der Praxis aufgebaut werden und wie sie funktionieren.

6 Std. 38 min (63 Videos)
Zufrieden
hubankers
Für meine Klassenarbiet habe ich mir die Videos angeschaut. Prima erklärt, man kann super verstehen. Voller Sterne ;)
 

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