AB 06 — IPv4-Adressen

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IPv4-AdressenPraktische ÜbungBinäre in dezimale Schreibeweise umwandelnDezimale in binäre Schreibeweise umwandeln

IPv4-Adressen

Eine IPv4-Adresse dient zur logischen Adressierung eines Hosts im Netz. Sie ist eine 32-Bit große Adresse. IPv4-Adressen werden üblicherweise dezimal in vier Blöcken geschrieben, zum Beispiel 207.142.131.235. Jeder Block repräsentiert 8 Bit; somit ergibt sich für jeden Block ein Wertebereich von 0 bis 255.

Konvertierung der binären in die dezimale Schreibweise

Netzanteil, Hostanteil und Subnetzmaske

Eine IP-Adresse besteht aus einem Netzanteil und einem Hostanteil. Der Netzanteil identifiziert ein Teilnetz, der Hostanteil identifiziert ein Gerät (Host) innerhalb eines Teilnetzes.

Die genaue Aufteilung zwischen Netzanteil und Hostanteil wird durch eine Subnetzmaske festgelegt, beispielsweise 255.255.255.0 (binär 11111111.11111111.11111111.00000000). Die Bits der Subnetzmaske, die „1“ sind, legen die Stellen der IP-Adresse fest, die zum Netzanteil gehören. Alle restlichen Stellen der IP-Adresse (entsprechend der Anzahl Bits der Maske die auf 0 gesetzt sind) gehören dann zum Hostanteil.

Beispiel zur Ermittlung der Netzadresse

Die binären Darstellungen der IP-Adresse und der Subnetzmaske werden logisch „UND“ verknüpft:

Das Resultat der UND-Verknüpfung ergibt die Adresse des Netzes, in dem sich der Host befindet.

Somit befinden sich mehrere Geräte in einem Teilnetz, wenn der Netzanteil ihrer Adresse gleich ist – das ist eine Voraussetzung, dass diese Geräte direkt miteinander kommunizieren können, beispielsweise über einen Hub, einen Switch oder mittels eines Crosslink-Kabels. Im selben Teilnetz darf kein Hostanteil mehrfach vergeben sein.

Die erste gültige Host-IP-Adresse in einem Netz ergibt sich dadurch, dass im Host-Teil der IP-Adresse alle Bits ausser dem letzten auf 0 gesetzt sind (0…01). Die letzte gültige Host-IP-Adresse in einem Netz ergibt sich dadurch, dass im Host-Teil der IP-Adresse alle Bits ausser dem letzten auf 1 gesetzt sind (1…10).

Die maximale Anzahl der zu vergebenen Host-Adressen in einem Netz ist also 2Anzahl Bits der Hostadresse – 2

Die Broadcast-Adresse in einem Netz ergibt sich dadurch, dass im Host-Teil der IP-Adresse alle Bits auf 1 gesetzt sind (1…1).

Zuweisung von IP-Adressen

IPv4-Adressen können entweder statisch oder dynamisch vergeben werden.

Bei der statischen Zuweisung gibt der Administrator manuell eine Adresse ein. So erhalten in LANs zum Beispiel Gateways, Server oder Netzwerk-Drucker in der Regel feste IP-Adressen.
Bei der dynamischen Zuweisung bekommt das Gerät automatisch eine Adresse von einem DHCP-Server im Netz zugewiesen. Im LAN-Bereich ist die dynamische Adressierung per DHCP verbreitet, im Internetzugangsbereich wird dynamische Adressierung vor allem von Internet-Service-Providern (ISP) eingesetzt, die Internet-Zugänge über Wählleitungen anbieten. Vorteil der dynamischen Adressierung ist, dass im Durchschnitt deutlich weniger als eine IP-Adresse pro Kunde benötigt wird, da nie alle Kunden gleichzeitig online sind. Ein Verhältnis zwischen 1:10 und 1:20 ist üblich. Bei DSL-Anbindung des Kunden verwenden die Provider meist ebenfalls dynamisch vergebene IPs.

Erreicht ein mit dynamischer Adressvergabe konfigurierter Rechner keinen DHCP-Server, so bekommt er automatisch eine zufällige Adresse aus dem Bereich 169.254.x.x. Diese Adressen hat sich Microsoft ganz offiziell für diesen Zweck reservieren lassen. Man nennt diese Technik auch APIPA (Automatic Private IP Adressing).