Berechnung von IP-Netzen und Adressen #

Umrechnungstabelle Bin / Hex / Dec #

Tabelle (PDF)

IP-Subnetze #

Für die Versuche wird das IPv4 Protokoll für das erstellen von Subnetzen erstellt.

Hier eine kurze Erläuterung, welche Aspekte von IP und Subnetzen für die folgenden Versuche eine Rolle spielen.

IPv4 Adressen #

Die Adressierung beim IPv4 Protokoll funktioniert unter der verwendung von 4 Bytes (32 Bit). Öffentliche IP-Adressen werden klassifiziert und sind einmalig vergeben.

Private Adressräume werden im Internet nicht verwendet und dienen der Erstellung von privaten Subnetzen in Organisationen oder Zuhause.

IPv4 Netze und Subnetze #

Während die Adresse selber etwas über die Quele oder das Ziel eines IP-Pakets aussagen kann, hat sie noch keine Aussagekraft über das Subnet.

Ein Netz (Subnet) besteht immer aus

1. Einer Netzadresse (die tiefste Adresse im Netz)
2. Einer Broadcastadresse (die höchste Adresse im Netz)
3. Einer Subnetmaske (Anzahl Bits, welche die Grösse eines Netzes definieren.)

In den Versuchen werden wir die privaten^[privat heisst jeder darf sie verwenden.] Adressräume verwenden.

Private Netze dürfen nach belieben in Subnetze unterteilt werden, solange die oberen und unteren limitierungen der Adressräume respektiert werden.^[In einem Heim- oder Schulnetzwerk werden private IP-Adressen in eine einzige/einzelne public IP überetzt. Dies passiert über Network Address Translation, eine Technik, welche es mit Tricks einem Router erlaubt ein- und ausgehende UDP- und TCP Requests von einer public IP auf eine interne IP zu übersetzen. In Linux heisst diese Technik IP Masquerade und wird in einem späteren Versuch genauer besprochen.]

IP Pakete, welche an eine IP im gleichen Subnetz adressiert sind #

Ist eine IP Paket an eine IP-Destination im gleichen Subnetz adressiert, findet kein Routing statt. Das heisst, ein solches Paket wird nicht über einen Gateway^[Gateway heisst ein Weg in ein anderes Netz / Subnetz] in ein anderes Subnetz übermittelt.

Im Fall von Ethernet wird der NIC^[Network Interface Controller] einen ARP-Request^[Address Resolution Protocol Request] auslösen um die MAC-Adresse des Ziels zu finden.

arp 192.168.50.2

Wird ein Paket an eine Adresse ausserhalb des Subnets gesendet, wo wird dieses an den zuständigen Gateway im gleichen Subnetz übertragen, welcher die Aufgabe hat das Paket entsprechend zu routen.

Berechnung von erster und letzter Adresse #

In einem Heimnetzwerk wird oft der Adressblock 192.168.1.0 - 192.168.1.255 verwendet also:

• 192.168.1.0/24
• ... oder 192.168.1.0/255.255.255.0

Hierbei ist 192.168.1.0 die erste Adresse im Netz und somit die Adresse des Netzes. 192.168.1.255 ist die letzte Adresse im Netz und somit die Broadcast Adresse (wenn sie an diese Adresse senden, erhalten alle Teilnehmer im Netz das Paket).

Alle Adressen, welche zwischen Netzadresse und Broadcast liegen, sind valide Hostadressen.

Ethernet Config des Raspberry Pi #

Nachdem das Raspberry Pi ausgeschaltet wird (Power Off), werden sämtliche Einstellungen bezüglich IP des Interfaces eth0 verworfen. Das ist natürlich nicht optimal.

Während Sie solche Einstellungen auf einem Desktop System wie Windows, Mac oder Linux mit X11 über ein GUI verwalten, werden wir dies auf unserem Target (das ja über kein GUI besitzt) in einem Textfile ändern.

Verbinden Sie sich via serieller Schnittstelle mit dem Target.

Studieren Sie die man Page von interfaces.

man interfaces

Und passen Sie die Konfiguration gemäss Ihrem Setup so an, dass Ihr Target sich bei Bootup mit einer statischen IP Adresse anmeldet.

Beispiel zur Berechnung von Subnetzen und IP Adressen #

Eine 32 Bit IPv4 Adresse setzt sich aus einem Netz-Teil und einem Host-Teil zusammen.

Die Subnetzmakse (oft auch netmask genannt) beschreibt wie viele Bits das Netz und wieviele Bits den Host bezeichnen. Neben der Slash Notation (auch CIDR Notation genannt) /N in welcher N die Anzahl Netz-Bits bezeichnet, wird auch häufig die traditionelle vierteilige Dezimalnotation verwendet a.b.c.d.

Berechnung des Adressraums eines Subnetzes #

Gegeben sei eine IPv4 Adresse und eine Netzmaske. Folgende Fragen sind zu beantworten.

1. Ist die IP Adresse eine Netzadresse, Hostadresse oder Broadcastadresse?
2. Was ist die Netzadresse des Subnetzes?
3. Was ist die Broadcastadresse des Subnetzes?
4. Wieviele Hostadressen kann das Netz anbieten?

ip 192.168.15.139 netmask 255.255.254.0 #