Zuletzt aktualisiert am 28. Januar 20256 Minuten Lesezeit

Netzwerk-ID

Eine Netzwerk-ID in Zusammenhang mit IPv4 Adressen ist der Teil einer IP-Adresse, der angibt, zu welchem Netzwerk ein Gerät gehört. Jedes Gerät in einem IP-Netzwerk, wie beispielsweise ein Computer, ein Server oder ein Netzwerkdrucker, erhielt eine einzigartige IPv4-Adresse, die aus zwei Teilen besteht: der Netzwerk-ID und der Host-ID. Während die Host-ID das spezifische Gerät innerhalb eines Netzwerks identifiziert, dient die Netzwerk-ID dazu, das Netzwerk selbst zu kennzeichnen.

IPv4-Adressen werden in Dezimalpunkt-Notation geschrieben und umfassen vier Zahlenblöcke, die durch Punkte getrennt sind (z.B. 192.168.1.1). Hier definiert die Netzwerkmaske, welche Teile der Adresse zur Netzwerk-ID gehören und welche zur Host-ID.

Der Unterschied zwischen Netzwerk-ID und Host-ID

Die Netzwerk-ID und die Host-ID zusammen definieren eine einzigartige Adresse in einem Netzwerk; jedoch füllen sie unterschiedliche Funktionen aus:

  • Netzwerk-ID: Identifiziert das Netzwerk selbst. In einem IP-Netzwerk müssen alle Geräte denselben Netzwerk-Teil in ihrer IP-Adresse haben, um direkt miteinander kommunizieren zu können. So sagt die Netzwerk-ID im Wesentlichen aus, in welchem "Stadtteil" des Internets ein Gerät liegt.
  • Host-ID: Identifiziert das spezifische Gerät innerhalb des Netzwerks. Während sich der Netzwerk-Teil der IP-Adresse für alle Geräte eines Netzwerks gleicht, muss der Host-Teil einzigartig sein, ähnlich wie die Hausnummer in einer Straße.

Ein einfaches Beispiel dazu wäre das IP-Netzwerk 192.168.1.0/24, bei dem /24 (oder die Subnetzmaske 255.255.255.0) angibt, dass die ersten drei Zahlenblöcke die Netzwerk-ID bilden und der letzte Block die Host-ID. Alle Geräte in diesem Netzwerk haben also Adressen, die mit 192.168.1 beginnen, gefolgt von einer einzigartigen Nummer zwischen 1 und 254.

Bedeutung und Nutzung der Netzwerk-ID in der Netzwerktechnik

Die Netzwerk-ID spielt eine zentrale Rolle im Netzwerkdesign und -management sowie beim Routing von Datenpaketen im Internet. Sie ermöglicht es Routern, den besten Weg für ein Datenpaket zu dessen Zielnetzwerk zu bestimmen. Jeder Router im Internet weiß, welche Netzwerke er direkt erreichen kann und an welche anderen Router er Datenpakete weitersenden muss, damit sie ihr Ziel erreichen.

In der Praxis bedeuten größere Netzwerke mit vielen Geräten oft, dass die Netzwerk-ID mehrere Zahlenblöcke umfasst und dadurch weniger Zahlen für die Host-ID übrig bleiben. Auf der anderen Seite führt eine kleinere Netzwerk-ID, die weniger Zahlenblöcke umfasst, zu mehr verfügbarer Bandbreite für Host-IDs und somit zu einer größeren Anzahl an adressierbaren Geräten.

Die Netzwerk-ID ermöglicht auch die Netzwerksegmentierung, welche die Netzwerksicherheit erhöht und die Netzwerkleistung verbessert, indem sie die Kollisionsebene verkleinert und den Verkehr aufteilt. Durch sinnvolle Planung der Netzwerk-IDs können Netzwerkadministratoren sicherstellen, dass nur autorisierte und beabsichtigte Kommunikation über Netzwerksegmente hinweg stattfindet.

Struktur einer IPv4-Adresse

Eine IPv4-Adresse ist ein einzigartiger Identifikator, der jedem Gerät in einem IP-Netzwerk zugewiesen wird, um dessen Lokalisierung und Erreichbarkeit zu ermöglichen. Diese Adressen bestehen aus 32 Bits, die üblicherweise in vier Oktetts (jeweils 8 Bits) unterteilt und durch Punkte voneinander getrennt dargestellt werden. Ein Beispiel wäre 192.168.1.1, wobei jedes Oktett eine Dezimalzahl zwischen 00 und 255255 repräsentiert.

Aufbau:

  • Netzteil (Network-Identifier): Die ersten Bits, deren Anzahl durch die Subnetzmaske definiert wird, repräsentieren den Netzteil. Dieser Teil der Adresse identifiziert das spezifische Netzwerk, in dem sich ein Gerät befindet.
  • Hostteil (Host-Identifier): Die restlichen Bits stellen den Hostteil dar und kennzeichnen das spezifische Gerät innerhalb des oben identifizierten Netzwerks.

Balance zwischen Netz- und Hostanteil

Die Aufteilung einer IPv4-Adresse in Netz- und Hostanteil wird durch die Subnetzmaske kontrolliert. Eine Subnetzmaske verbirgt (maskiert) den Hostteil der Adresse und lässt nur den Netzteil sichtbar. Durch Veränderung der Länge des Netzanteils innerhalb der Subnetzmaske kann ein Netzwerkadministrator die Größe des Netzwerks und die Anzahl verfügbarer Adressen für Hosts steuern.

Beispiel einer Subnetzmaske: 255.255.255.0255.255.255.0 (oder auch /24 im CIDR-Format) bedeutet, dass die ersten 24 Bits der Adresse den Netzteil darstellen und die restlichen 8 Bits für den Hostteil verwendet werden. Diese Konfiguration erlaubt bis zu 282=2542^{8} - 2 = 254 Geräteadressen im Netzwerk, da die erste und letzte Adresse spezielle Funktionen haben (Netzwerkadresse und Broadcast-Adresse).

Beziehung zwischen Netzwerk-ID und Subnetzmaske

Die Netzwerk-ID einer IPv4-Adresse wird durch die Anwendung der Subnetzmaske auf die vollständige IP-Adresse mittels der bitweisen UND-Operation abgeleitet. Dieser Prozess ermöglicht es, das spezifische Netzwerk zu identifizieren, zu dem eine IP-Adresse gehört. Hierbei wird der Netzteil der Adresse hervorgehoben, indem der Hostteil effektiv auf Null gesetzt wird.

Beispiel zur Ermittlung der Netzwerk-ID:

  • IPv4-Adresse: 11000000.10101000.00000001.10000001 (192.168.1.129)
  • Subnetzmaske: 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0)
  • Netzwerk-ID: 11000000.10101000.00000001.00000000 (192.168.1.0)

Anschauliches Beispiel:

Stelle dir ein großes Gebäude mit mehreren Etagen vor, wobei jede Etage ein eigenes Netzwerk repräsentiert. Die Netzwerk-ID funktioniert wie die Etage (Netzwerk), auf der sich ein Raum (Host) befindet. Die Subnetzmaske gibt an, wie viele Etagen es gibt und wie viele Räume pro Etage verfügbar sind. Je spezifischer die Maske (je mehr Bits für den Netzteil reserviert sind), desto mehr Netzwerke (Etagen) können erstellt werden, aber mit weniger Räumen (Hosts) pro Netzwerk (Etage).

Die richtige Balance und Strukturierung der IPv4-Adressen und zugehörigen Subnetzmasken sind essenziell für ein effizientes und funktionales IP-Netzwerkmanagement, um sowohl die Netzwerksegmentierung als auch die optimale Nutzung der Adressräume sicherzustellen.

Berechnung der Netzwerk-ID

Verwendung der Subnetzmaske

Die Subnetzmaske ist ein entscheidendes Instrument zur Bestimmung der Netzwerkteil-Adresse, oder Netzwerk-ID, einer IPv4-Adresse. Sie teilt die IP-Adresse eines Geräts in den Netzwerk- und den Host-Anteil. Der Netzwerk-Anteil identifiziert das spezifische Netzwerk, zu dem ein Gerät gehört, während der Host-Anteil das Gerät selbst innerhalb dieses Netzwerks identifiziert.

Eine Subnetzmaske besteht aus 32 Bits, genau wie eine IPv4-Adresse, und verwendet das gleiche Format. Sie stellt den Netzwerkanteil durch Binär-Einsen (1) und den Hostanteil durch Binär-Nullen (0) dar. Eine Subnetzmaske von 255.255.255.0 beispielsweise zeigt an, dass die ersten 24 Bits der IP-Adresse zum Netzwerk-Anteil gehören, während die letzten 8 Bits die Geräte im Netzwerk identifizieren.

Praktisches Beispiel zur Berechnung der Netzwerk-ID

Betrachten wir die Berechnung der Netzwerk-ID mit der IP-Adresse 192.168.1.129 und der Subnetzmaske 255.255.255.0. Die Subnetzmaske in Binärform lautet 11111111.11111111.11111111.00000000, was einem CIDR-Präfix von /24 entspricht. Um die Netzwerk-ID zu berechnen, führen wir eine bitweise UND-Operation zwischen der IP-Adresse und der Subnetzmaske durch:

  • IP-Adresse: 11000000.10101000.00000001.10000001 (192.168.1.129)
  • Subnetzmaske: 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0)
  • Ergebnis (Netzwerk-ID): 11000000.10101000.00000001.00000000 (192.168.1.0)

Die Netzwerk-ID ist also 192.168.1.0, was den Netzwerkanteil der gegebenen IP-Adresse anzeigt. Die letzten 8 Bits (das 00000000) werden genullt, um die Basisadresse des Netzwerks oder die Netzwerk-ID zu erreichen.