Was ist ein Subnetz? | Wie Subnetting funktioniert

Was ist ein Subnetz?

Ein Subnetz oder Subnetzwerk ist ein Netzwerk innerhalb eines Netzwerks. Subnetze machen Netzwerke effizienter. Durch Subnetting kann der Netzwerk-Traffic eine kürzere Strecke zurücklegen, ohne auf dem Weg zu seinem Ziel unnötige Router zu durchlaufen.

Stellen Sie sich vor, Alice wirft einen Brief in einen Briefkasten der Post ein. Der Brief ist an Bob adressiert, der in der nächsten Stadt wohnt. Damit der Brief Bob so schnell wie möglich erreicht, sollte er direkt von Alices Postamt zum Postamt in Bobs Stadt und dann zu Bob gebracht werden. Wenn der Brief zunächst an ein Postamt geschickt wird, das Hunderte von Kilometern entfernt ist, könnte es viel länger dauern, bis Bob den Brief in die Hände bekommt.

Genau wie die Post sind auch die Netzwerke effizienter, wenn die Nachrichten so direkt wie möglich weitergeleitet werden. Wenn ein Netzwerk Datenpakete von einem anderen Netzwerk empfängt, sortiert und routet es diese Pakete nach Subnetz, sodass die Pakete keinen ineffizienten Weg zu ihrem Ziel zurücklegen müssen.

Was ist eine IP-Adresse?

Um Subnetze zu verstehen, müssen wir kurz erklären, was IP-Adressen sind. Jedem Gerät, das eine Verbindung zum Internet herstellt, wird eine eindeutige IP-Adresse (Internet Protocol) zugewiesen. So garantiert man, dass Daten, die über das Internet gesendet werden, unter den Milliarden von möglichen Geräten das richtige Gerät erreichen. Während Computer IP-Adressen als Binärcode (eine Reihe von 1en und 0en) lesen, werden IP-Adressen normalerweise als eine Reihe alphanumerischer Zeichen ausgeschrieben.

Was bedeuten die verschiedenen Teile einer IP-Adresse?

Dieser Abschnitt konzentriert sich auf IPv4-Adressen, die in Form von vier durch Punkte getrennten Dezimalzahlen dargestellt werden, wie beispielsweise 203.0.113.112. (IPv6-Adressen sind länger und verwenden sowohl Buchstaben als auch Zahlen.)

Jede IP-Adresse besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil gibt an, zu welchem Netzwerk die Adresse gehört. Der zweite Teil spezifiziert das Gerät innerhalb dieses Netzwerks. Die Länge des „ersten Teils“ ändert sich jedoch je nach Klasse des Netzwerks.

Netzwerke werden in verschiedene Klassen eingeteilt, die mit A bis E bezeichnet werden. Netzwerke der Klasse A können Millionen von Geräten verbinden. Netzwerke der Klasse B und C werden kleiner und kleiner. (Netzwerke der Klasse D und Klasse E werden selten verwendet.)

Schauen wir uns an, wie diese Klassen den Aufbau von IP-Adressen beeinflussen:

Klasse-A-Netzwerk: Alles vor dem ersten Punkt gibt das Netzwerk an, und alles danach gibt das Gerät innerhalb dieses Netzwerks an. Beispielsweise wird bei 203.0.113.112 das Netzwerk mit „203“ und das Gerät mit „0.113.112“ angegeben.

Klasse-B-Netzwerk: Alles vor dem zweiten Punkt weist auf das Netzwerk hin. Um beim Beispiel 203.0.113.112 zu bleiben: „203.0“ bezeichnet das Netzwerk und „113.112“ gibt das Gerät innerhalb dieses Netzwerks an.

Klasse-C-Netzwerk: Bei Netzwerken der Klasse C weist alles vor dem dritten Punkt auf das Netzwerk hin. Im gleichen Beispiel gibt „203.0.113“ das Klasse-C-Netzwerk und „112“ das Gerät an.

Warum ist Subnetting notwendig?

Wie das vorangegangene Beispiel veranschaulicht, macht der Aufbau von IP-Adressen es den Internet-Routern relativ einfach, das richtige Netzwerk zu finden, in das die Daten geleitet werden sollen. Aber: In einem Klasse-A-Netzwerk könnte es beispielsweise Millionen angeschlossener Geräte geben, und es könnte einige Zeit dauern, bis die Daten das richtige Gerät finden. Aus diesem Grund ist Subnetting praktisch: Subnetting grenzt die IP-Adresse auf die Verwendung innerhalb einer Reihe von Geräten ein.

Da eine IP-Adresse lediglich das Netzwerk und die Geräteadresse angibt, können IP-Adressen nicht verwendet werden, um anzugeben, in welches Subnetz ein IP-Paket gehen soll. Router innerhalb eines Netzwerks verwenden eine so genannte Subnetzmaske, um Daten in Subnetzwerke zu sortieren.

Was ist eine Subnetzmaske?

Eine Subnetzmaske ist wie eine IP-Adresse, jedoch nur für den internen Gebrauch innerhalb eines Netzwerks. Router verwenden Subnetzmasken, um Datenpakete an die richtige Stelle zu leiten. Subnetzmasken werden in Datenpaketen, die das Internet durchqueren, nicht angegeben – diese Pakete geben nur die Ziel-IP-Adresse an, die ein Router mit einem Subnetz abgleicht.

Angenommen, Bob antwortet auf Alices Brief, aber er sendet seine Antwort an ihr Büro und nicht an ihre private Adresse. Das Büro von Alice ist ziemlich groß und hat viele verschiedene Abteilungen. Um sicherzustellen, dass die Mitarbeitenden ihre Korrespondenz schnell erhalten, sortiert das Verwaltungsteam die Post nach Abteilungen und nicht nach einzelnen Mitarbeitenden. Nach Eingang von Bobs Brief sieht das Team in der Abteilung von Alice nach und stellt fest, dass sie im Kundensupport arbeitet. Das Team sendet den Brief an die Kundensupportabteilung statt an Alice, und die Kundensupportabteilung gibt ihn an Alice weiter.

In dieser Analogie ist „Alice“ die IP-Adresse und „Kundensupport“ die Subnetzmaske. Durch die Zuordnung von Alice zu ihrer Abteilung wurde Bobs Brief schnell in die richtige Gruppe potenzieller Empfänger einsortiert. Ohne diesen Schritt müsste die Büroverwaltung mühsam nach dem genauen Arbeitsplatz von Alice suchen, der sich überall im Gebäude befinden könnte.

Für ein Beispiel aus der realen Welt nehmen wir an, dass ein IP-Paket an die IP-Adresse 192.0.2.15 adressiert ist. Bei dieser IP-Adresse handelt es sich um ein Netzwerk der Klasse C, daher wird das Netzwerk durch „192.0.2“ (oder, um technisch präzise zu sein, 192.0.2.0/24) identifiziert. Netzwerk-Router leiten das Paket an einen Host in dem mit „192.0.2“ bezeichneten Netzwerk weiter.

Sobald das Paket in diesem Netzwerk eintrifft, konsultiert ein Router innerhalb des Netzwerks seine Routing-Tabelle. Er führt etwas binäre Mathematik unter Verwendung seiner Subnetzmaske von 255.255.255.0 aus, sieht die Geräteadresse „15“ (der Rest der IP-Adresse gibt das Netzwerk an) und berechnet, in welches Subnetz das Paket gehen soll. Er leitet das Paket dann an den Router oder Switch weiter, der für die Zustellung von Paketen innerhalb dieses Subnetzes verantwortlich ist, und das Paket kommt unter der IP-Adresse 192.0.2.15 an (erfahren Sie mehr über Router und Switches).