Subnetting
Jeden Tag werden Millionen an digitalen Daten versendet. Damit Netzwerke das überhaupt aushalten, werden sie durch Subnetting aufgeteilt. Wie das funktioniert, erfährst du hier und im Video .
Inhaltsübersicht
Was ist Subnetting?
Subnetting bezeichnet die Aufteilung eines Netzwerks in mehrere kleine Teilnetze, sogenannte Subnetze. In einem Subnetz werden dann nur IP-Adressen mit der gleichen Netzadresse benutzt. Die IP-Adressen innerhalb eines Subnetzes werden dann anhand ihrer Hostadresse unterschieden.
Durch die Aufteilung in Subnetze können die verschiedenen Hosts, also beispielsweise Computer oder Server, in einem Netzwerk effizient miteinander kommunizieren. Mehrere Subnetze können außerdem mit Routern verbunden werden. Dadurch können sie miteinander in Kontakt treten und ein zusammenhängendes, großes Netzwerk bilden.
IP-Adressen nach dem üblichen IPv4-Format bestehen aus 32 binären Bits, die in vier Achtergruppen (Oktette) geteilt sind. Ein Oktett nimmt dabei einen Wert zwischen 0 und 255 an. Die IP-Adresse ist außerdem in zwei Teile geteilt, Netzadresse und Hostadresse. An welcher Stelle die IP-Adresse aufgeteilt wird, ist variabel.
Beispiel: 255.255.168.12 oder in Binärschreibweise 11111111.11111111.10101000.00001100
Wie funktioniert Subnetting?
Der Netzadressen-Teil einer IP-Adresse gibt an, zu welchem Subnetz sie gehört. Die Subnetzmaske legt dabei fest, wie viele Bits der IP-Adresse für die Netzadresse stehen. Alle Bits, die von der Subnetzmaske mit einer 1 belegt sind, gehören zur Netzadresse. Hosts, die zum selben Subnetz gehören, müssen dann in diesem Abschnitt übereinstimmen.
Das wird in einem Beispiel deutlich:
Subnetzmaske:
Dezimal: 255.255.255.0
Binär: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000
IP-Adresse:
Dezimal: 192.168.12.1
Binär: 1100 0000 1010 1000 0000 1100 0000 0001
Zur Subnetzmaske gehören die ersten 3 Oktette (1 Oktett = 8 Bits). Demzufolge steht der rote Teil der IP-Adresse für die Netzadresse und der grüne für die Hostadresse. Andere IP-Adressen im selben Subnetz haben dieselbe Netzadresse.
Wichtig: In jedem IP-Adressbereich gibt es zwei IP-Adressen, die an keinen Host vergeben werden können. Die erste IP-Adresse (z. B. 255.255.168.0) steht nämlich für die Netzwerk-Adresse und die letzte kennzeichnet die Broadcast-Adresse (z. B. 255.255.168.255).
Durch Veränderung der Subnetzmaske kann die Anzahl der Subnetze und der verfügbaren Hosts pro Subnetz angepasst werden. Je länger die Subnetzmaske ist, desto mehr Anteile der IP-Adresse stehen für die Netzadresse. Das bedeutet, es gibt mehr Subnetze. Da der Anteil der Hostadresse aber dadurch kleiner wird, sinkt die Anzahl der möglichen Hosts pro Subnetz.
Für die Zustellung von Daten in Netzwerken, ist es wichtig, dass die Netzadresse direkt erkennbar ist. Wenn die Netzadressen des Zielhosts mit der des Absenders übereinstimmen, weiß das System, dass die Daten innerhalb des Subnetzes bleiben können. Andernfalls müssen die Daten über den Router in ein anderes Subnetz geleitet werden.
CIDR („classless inter-domain routing“) ist ein modernes Schema zur Angabe von IP-Adressen. Hierbei wird die Subnetzmaske immer abgekürzt und als Suffix zur IP-Adresse geschrieben. Die Zahl nach dem Strich gibt dabei die Anzahl der durch 1 belegten Bits in der Subnetzmaske an. Aus der IP-Adresse 192.168.12.1 mit Subnetzmaske 255.255.255.0 wird also 192.168.12.1/24.
Vorteile von Subnetting
Subnetting ist ein nützliches Hilfsmittel für die Struktur von Netzwerken. Im Vergleich zu einem großen Netzwerk, in dem jeder Host eine IP-Adresse ohne Netzadressen-Anteil hat, bieten mehrere Subnetze einige Vorteile:
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Leistungsoptimierung:
Bei einem einzigen großen Netzwerk gehen von den einzelnen Hosts viele Datenpakete aus. Das sorgt für eine große Netzwerkauslastung. Durch Subnetting müssen Datenpakte nicht mehr an alle Hosts gesendet werden, nur noch an die des passenden Subnetzes.
Das erspart viel Datenverkehr. Wenn sich der Zielhost sogar im selben Subnetz wie der Absender befindet, müssen die Datenpakete auch nicht über Router geleitet werden.
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Sicherheit:
Subnetting hilft auch im Fall von Cyber-Angriffen. Wenn ein großes Netzwerk angegriffen wird, sind direkt alle Hosts betroffen. Bei vielen kleinen Subnetzen müssen die Angreifer erst die einzelnen Abschnitte erreichen, um sich auszubreiten.
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IP-Adressen Kapazität:
Indem Netzwerke voneinander abgegrenzt werden können, steht eine viel größere Anzahl an IP-Adressen zur Verfügung. Private IP-Adressen können beispielsweise mehrfach vergeben werden, solange sie in ihrem Subnetz einzigartig sind und nicht nach außen kommunizieren.
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Struktur:
Beim Subnetting können die einzelnen Hosts logisch gruppiert werden, beispielsweise kommen alle Computer einer Abteilung in ein Subnetz. Das macht die Verwaltung sehr viel einfacher.
IPv6
Mithilfe von Subnetting lassen sich insgesamt zwar mehr IP-Adressen nutzen, allerdings lassen die 32 Bit der IPv4-Adressen trotzdem nur eine sehr begrenzte Anzahl an IP-Adressen zu. Um dieses Problem langfristig zu lösen, sollen zukünftig IPv6-Adressen verwendet werden. Durch die Länge von 128 Bit lassen sich beim Subnetting um ein Vielfaches mehr Subnetze und Hosts erstellen.
IPv6 Adressen bestehen aus 8 Blöcken, die hexadezimal angegeben werden und durch Doppelpunkte getrennt sind. Dabei stehen in jedem Block 16 Bit bzw. 4 Hexadezimalstellen.
- Beispiel: 2051:0db7:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7354
Netzwerktopologie
Jetzt weißt du, was Subnetting bedeutet und wie es für Netzwerke genutzt wird. Auf welche Arten du Geräte in Netzwerken verbinden kannst, zeigen wir dir hier im Beitrag zu Netzwerktopologie.
