IP-Adressklassen

Was ist eine IP-Adresse?

Eine IP-Adresse (Internet Protocol) ist eine numerische Bezeichnung, die den Geräten zugewiesen wird, die mit einem Computernetzwerk verbunden sind, das die IP zur Kommunikation verwendet.

Eine IP-Adresse dient als Kennung für einen bestimmten Rechner in einem Netzwerk. Sie ermöglicht den Aufbau einer virtuellen Verbindung zwischen einem Ziel und einem Sender. Die IP-Adresse wird auch als IP-Nummer oder Internetadresse bezeichnet. Sie legt das technische Format der Adressierung und des Paketierungsschemas fest. Die meisten Netzwerke kombinieren TCP mit IP.

Eine IP-Adresse besteht aus vier Zahlen, wobei jede Zahl ein bis drei Ziffern enthält. Ein einzelner Punkt (.) trennt die einzelnen Zahlen oder Zifferngruppen, wie die Abbildung unten zeigt.

An IP Address gliedert sich in zwei Teile:

• Präfix: Der Präfixteil einer IP-Adresse identifiziert das physische Netzwerk, mit dem der Computer verbunden ist. Der Präfix wird auch als Netzwerkadresse bezeichnet.
• Suffix: Der Suffixteil identifiziert den einzelnen Computer im Netzwerk. Der Suffix wird auch als Hostadresse bezeichnet.

Wie funktioniert die IP-Adresse?

Eine IP-Adresse funktioniert ähnlich wie eine Postanschrift. Eine Postanschrift kombiniert Ihre Region, dargestellt durch eine Postleitzahl, mit Ihrer Wohnadresse. Die Regionsadresse gilt für alle Häuser in der Region, während die Wohnadresse nur Ihrem Zuhause zugeordnet ist.

In ähnlicher Weise identifiziert die Netzwerkadresse alle Hosts, die zu einem bestimmten Netzwerk gehören, während die Hostadresse einen bestimmten Host innerhalb dieses Netzwerks eindeutig identifiziert.

Schauen wir uns als Nächstes an, wie dieser Adressraum in Klassen unterteilt wurde.

Was ist klassische Adressierung?

Die klassenbasierte Adressierung war die Netzwerkadressierungsarchitektur, die das Internet von 1981 bis zur Einführung des klassenlosen Inter-Domain-Routings (CIDR) im Jahr 1993 verwendete.

Bei dieser Adressierungsmethode wird der IPv4-Adressraum anhand der führenden Bits des ersten Oktetts in fünf separate Klassen unterteilt.

Die Klassen A, B und C bieten Adressen für Netzwerke dreier unterschiedlicher Größen. Klasse D wird ausschließlich für Multicast verwendet, und Klasse E ist, wie die Abbildung unten zeigt, ausschließlich für experimentelle Zwecke reserviert.

IP-Header-Klassen

Die folgende Tabelle fasst den ersten Oktettbereich, die Standard-Subnetzmaske und die typische Anwendung jeder IPv4-Klasse zusammen:

Hinweis: Das erste Oktett 0 ist reserviert, und der Block 127 ist für Loopback reserviert, daher ist der nutzbare Bereich der Klasse A 1 bis 126.

Betrachten wir nun jede Klasse im Detail:

Klasse-A-Netzwerk

Diese IP-Adressklasse wird verwendet, wenn ein Netzwerk eine große Anzahl von Hosts enthält. In einem Netzwerk der Klasse A ist das führende Bit 0, die ersten 8 Bits (auch erstes Oktett genannt) identifizieren das Netzwerk und die verbleibenden 24 Bits identifizieren den Host innerhalb dieses Netzwerks.

Ein Beispiel für eine Adresse der Klasse A ist 102.168.212.226. Hierbei dient die „102“ zur Identifizierung des Netzwerks und die „168.212.226“ zur Identifizierung des Hosts.

Class-A-Adressen von 127.0.0.0 bis 127.255.255.255 können nicht an Geräte vergeben werden, da dieser Block für Loopback- und Diagnosefunktionen reserviert ist.

Netzwerk der Klasse B

Bei einer IP-Adresse der Klasse B beginnt die Binäradresse mit den ersten zehn Bits, sodass der Dezimalwert des ersten Oktetts zwischen 128 und 191 liegt. Die ersten 16 Bits (zwei Oktette) dienen der Identifizierung des Netzwerks. Die verbleibenden 16 Bits identifizieren den Host innerhalb des Netzwerks.

Ein Beispiel für eine IP-Adresse der Klasse B ist 168.212.226.204, wobei „168.212“ das Netzwerk und „226.204“ den Host in diesem Netzwerk identifiziert.

Klasse-C-Netzwerk

Klasse C ist ein IP-Adresstyp, der für kleine Netzwerke verwendet wird. In dieser Klasse werden drei Oktette zur Identifizierung des Netzwerks verwendet, wobei das erste Oktett einen Wertebereich zwischen 192 und 223 aufweist.

Bei dieser Art der Netzwerkadressierung werden die führenden Bits auf 110 gesetzt. Dadurch bilden die ersten 24 Bits der Adresse die Netzwerkadresse und die verbleibenden 8 Bits die Hostadresse. Die meisten lokalen Netzwerke verwenden IP-Adressen der Klasse C für die Netzwerkverbindung.

Beispiel einer IP-Adresse der Klasse C:

192.168.178.1

Klasse-D-Netzwerk

Adressen der Klasse D werden ausschließlich für Multicast-Anwendungen und niemals für reguläre Netzwerkoperationen verwendet. Bei dieser Klasse sind die ersten drei Bits auf „1“ und das vierte Bit auf „0“ gesetzt, was die führenden Bits 1110 ergibt. Alle Werte im Bereich von 224.0.0.0 bis 239.255.255.255 dienen der eindeutigen Identifizierung von Multicast-Gruppen.

Daher besteht keine Notwendigkeit, zu extracta Hostadresse, daher hat Klasse D keine Subnetzmaske.

Beispiel einer IP-Adresse der Klasse D:

227.21.6.173

Klasse-E-Netzwerk

Eine IP-Adresse der Klasse E ist dadurch definiert, dass die ersten vier Bits der Adresse auf 1 gesetzt sind. Dies umfasst Adressen von 240.0.0.0 bis 255.255.255.255. Da die Klasse E jedoch reserviert ist und ihre Verwendung nie definiert wurde, werden diese Adressen in vielen Netzwerkimplementierungen als undefiniert oder ungültig verworfen.

Beispiel einer IP-Adresse der Klasse E:

243.164.89.28

Wie man die Klasse einer IP-Adresse identifiziert

Sie benötigen keine Software, um die Klasse einer IPv4-Adresse zu ermitteln. Das erste Oktett allein gibt die Klasse, die Standard-Subnetzmaske und die Aufteilung der Adresse in Netzwerk- und Hostanteile an. Gehen Sie wie folgt vor:

1. Lies das erste Oktett: Man nimmt die Zahl vor dem ersten Punkt. Bei der Adresse 172.20.10.5 ist das erste Oktett 172.
2. Ordnen Sie es einem Klassenbereich zu: Ein erstes Oktett von 1 bis 126 bedeutet Klasse A, 128 bis 191 Klasse B, 192 bis 223 Klasse C, 224 bis 239 Klasse D und 240 bis 255 Klasse E.
3. Standard-Subnetzmaske anwenden: Da 172 in den Bereich der Klasse B fällt, ist die Standardmaske 255.255.0.0.
4. Adresse aufteilen: Bei einer Maske der Klasse B beträgt der Netzwerkanteil 172.20 und der Hostanteil 10.5.

Private und reservierte IP-Adressbereiche

Innerhalb der Klassen A, B und C reserviert RFC 1918 jeweils einen Block als privaten Adressraum. Öffentliche Internet-Router leiten keine Pakete aus diesen Bereichen weiter, wodurch sie sich ideal für Heim- und Büronetzwerke eignen. Die Netzwerkadressübersetzung (NAT) ordnet diese Adressen einer öffentlichen Adresse für den Internetzugang zu.

Zwei weitere reservierte Bereiche: 127.0.0.0/8 für Loopback-Tests und 169.254.0.0/16, die sich die Geräte selbst zuweisen, wenn kein DHCP-Server antwortet.

Regeln für die Zuweisung einer Netzwerk-ID

Die Netzwerk-ID wird basierend auf den unten angegebenen Regeln zugewiesen:

• Die Netzwerk-ID darf nicht mit 127 beginnen, da 127 zum Bereich der Klasse A gehört und für interne Loopback-Funktionen reserviert ist.
• Eine Netzwerk-ID, bei der alle Bits auf 1 gesetzt sind, ist für die Verwendung als IP-Broadcast-Adresse reserviert und kann nicht neu zugewiesen werden.
• Eine Netzwerk-ID, bei der alle Bits auf 0 gesetzt sind, kennzeichnet einen bestimmten Host im lokalen Netzwerk und sollte nicht geroutet werden. Administratoren, die dies wünschen, IP-Adresse ausblenden Details aus externen Scans werden üblicherweise mit einem Datenschutztool kombiniert.

Einschränkungen der klassischen IP-Adressierung

Hier sind die Nachteile der klassenbasierten IP-Adressierungsmethode:

• Es besteht die Gefahr, dass der Adressraum bald knapp wird
• Klassengrenzen förderten keine effiziente Zuteilung des Adressraums

Diese Ineffizienzen sind der Grund, warum CIDR 1993 die klassenbasierte Adressierung ablöste.

Häufig gestellte Fragen