IPv4 Grundlagen
Lektion 5 von 5
Netzadresse und Broadcast
Bestimme in einfachen /24-Netzen Netzadresse, Broadcast-Adresse und den gewöhnlichen Hostbereich.
Lernziele
Nach Abschluss dieser Lektion kannst du:
- den Begriff Netzadresse erklären
- den Begriff Broadcast-Adresse erklären
- Netzanteil und Netzadresse unterscheiden
- die Netzadresse eines einfachen /24-Netzes bestimmen
- die Broadcast-Adresse eines einfachen /24-Netzes bestimmen
- den gewöhnlich nutzbaren Host-Adressbereich in einem einfachen /24-Beispiel erkennen
- erklären, warum Netz- und Broadcast-Adresse gewöhnlich nicht an normale Hosts vergeben werden
- auf konzeptioneller Ebene verstehen, wie bitweises AND eine Netzadresse ermittelt
- verstehen, dass diese Berechnungen von der Subnetzmaske abhängen
Was ist die Netzadresse?
Die Netzadresse identifiziert das Subnetz selbst. In einem klassischen IPv4-Subnetz entsteht sie, indem die Netzbits beibehalten und alle Hostbits auf 0 gesetzt werden.
Bei 192.168.10.25 mit 255.255.255.0 beziehungsweise /24 gehören die ersten 24 Bit zum Netzanteil; die letzten 8 Bit sind Hostbits. Werden diese Hostbits auf 0 gesetzt, lautet die vollständige Netzadresse 192.168.10.0.
Netzadresse mit bitweisem AND
Computer bestimmen die Netzadresse durch ein bitweises AND von IP-Adresse und Subnetzmaske. Das Ergebnis ist nur dann 1, wenn beide verglichenen Bits 1 sind:
- 0 AND 0 = 0
- 0 AND 1 = 0
- 1 AND 0 = 0
- 1 AND 1 = 1
IP-Adresse
192.168.10.2511000000101010000000101000011001ANDSubnetzmaske
255.255.255.011111111111111111111111100000000=Netzadresse
192.168.10.011000000101010000000101000000000Die Oktette sind einzeln gruppiert, damit Dezimal- und Binärdarstellung auch auf kleinen Bildschirmen lesbar bleiben.
Die 1-Bits der /24-Maske erhalten die ersten 24 Bits der IP-Adresse. Die acht 0-Bits der Maske machen das letzte Ergebnis-Oktett zu 00000000. Das Ergebnis ist 192.168.10.0.
Was ist die Broadcast-Adresse?
In einem klassischen IPv4-Subnetz mit Broadcast-Semantik steht die Broadcast-Adresse für alle Hosts in diesem lokalen IPv4-Broadcast-Domain beziehungsweise Subnetz. Sie ist nicht für eine Aussendung an das gesamte Internet gedacht.
Dafür bleiben die Netzbits unverändert und alle Hostbits werden auf 1 gesetzt. Im Netz 192.168.10.0/24 gibt es 8 Hostbits. 11111111 entspricht dezimal 255; die Broadcast-Adresse lautet daher 192.168.10.255.
Das vollständige /24-Beispiel
IP-Adresse und Subnetzmaske gehören zusammen. Erst die Maske legt fest, welche Bits Netz- und Hostbits sind.
- IP-Adresse
192.168.10.25- Subnetzmaske
255.255.255.0- Präfix
/24- Netzadresse
192.168.10.0- Erster gewöhnlicher Host
192.168.10.1- Letzter gewöhnlicher Host
192.168.10.254- Broadcast-Adresse
192.168.10.255
In diesem klassischen /24-Subnetz reicht der gewöhnlich nutzbare Hostbereich von 192.168.10.1 bis 192.168.10.254. Netzadresse und Broadcast-Adresse erfüllen besondere Aufgaben und werden normalen Hosts beziehungsweise Schnittstellen gewöhnlich nicht zugewiesen.
Ein zweites /24-Beispiel
Auch bei 10.20.30.77 mit 255.255.255.0 beziehungsweise /24 bilden die letzten 8 Bit den Hostanteil. Das Muster hängt hier an der /24-Maske – nicht an einer allgemeinen Regel über das letzte Oktett.
- IP-Adresse
10.20.30.77- Netzadresse
10.20.30.0- Erster gewöhnlicher Host
10.20.30.1- Letzter gewöhnlicher Host
10.20.30.254- Broadcast-Adresse
10.20.30.255
Übung
Netzadresse und Broadcast bestimmen
Gegeben sind 192.168.50.73 und die Maske 255.255.255.0, also ausdrücklich ein /24-Beispiel. Wähle beide gesuchten Adressen.
Typische Denkfehler
- „Die Netzadresse ist einfach die IP ohne die letzte Zahl.“
- Nur wenn die Netz-/Host-Grenze passend liegt, etwa bei diesem /24, lässt sich das Beispiel so betrachten. Die Subnetzmaske bestimmt die Grenze; eine Netzadresse bleibt immer eine vollständige IPv4-Adresse.
- „Die Netzadresse ist dasselbe wie der Netzanteil.“
- Der Netzanteil beschreibt, welche Bits zum Netz gehören. Die Netzadresse ist die vollständige IPv4-Adresse, die entsteht, wenn alle Hostbits auf 0 gesetzt werden.
- „Broadcast bedeutet immer .255.“
- Nur bei bestimmten Masken wie /24 endet die Broadcast-Adresse so. Andere Präfixlängen können andere Broadcast-Werte ergeben; diese berechnen wir hier noch nicht.
- „Man kann Netz- und Broadcast-Adresse normal an Clients vergeben.“
- In traditionellen IPv4-Subnetzen dienen sie besonderen Zwecken und sind keine gewöhnlichen Hostadressen. Sonderpräfixe bleiben eine Ausnahme.
- „Bei jedem Netz sind immer genau zwei Adressen unbenutzbar.“
- Das ist eine nützliche Faustregel für traditionelle Subnetze, aber nicht universell: Besondere /31- und /32-Präfixe werden anders behandelt.
Praxisbezug
Lies deine Netzwerkkonfiguration nur aus. Suche die eigene IPv4-Adresse und die zugehörige Subnetzmaske oder Präfixlänge. ip route kann unter Linux zusätzlich die erkannten Routen und Netzpräfixe zeigen.
Windows
ipconfigLinux
ip addrLinux (optional)
ip routeFalls du ein einfaches /24-Beispiel findest, bestimme dazu gedanklich Netzadresse und Broadcast-Adresse. Ändere dabei keine Schnittstellen- oder Routing-Konfiguration.
Praxisübung mit Filius
Erstelle zwei PCs ohne Router und trage folgende Konfigurationen ein:
PC1
- IPv4-Adresse
192.168.10.20- Subnetzmaske
255.255.255.0
PC2
- IPv4-Adresse
192.168.10.30- Subnetzmaske
255.255.255.0
Bestimme für beide PCs
- die Netzadresse,
- die Broadcast-Adresse,
- ob beide Adressen im selben
/24-Netz liegen.
Kontrolllösung: Beide gehören zu 192.168.10.0/24; die Broadcast-Adresse ist 192.168.10.255.
IPv4-Grundlagen im Zusammenhang
Dieses Modul behandelt damit fünf Grundlagen:
- Zweck der IPv4-Adressierung
- 32-Bit-Aufbau und vier Oktette
- Subnetzmaske sowie Netz- und Hostanteil
- private, öffentliche und besondere Adressierung
- Netz- und Broadcast-Adressen
Darauf kann ein späterer Subnetting-Kurs mit weiteren Präfixlängen und Berechnungen aufbauen.
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