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Was ist CIDR?

CIDR (Classless Inter-Domain Routing) bedeutet klassenloses Inter-Domain-Routing und ist eine IP-Adressierungsmethode, die verwendet wird, um IP-Adressen effizienter zu verteilen und zu routen. Es wurde entwickelt, um die Adressverschwendung zu verhindern, die bei der herkömmlichen klassenbasierten Adressierung (Klassen A, B, C) auftritt. CIDR ermöglicht die Zuweisung von IP-Adressen in Blöcken und die flexible Anpassung dieser Blöcke an die Netzwerkgröße.

Wichtige Punkte:

• CIDR nutzt IP-Adressen effizienter.
• Verhindert Adressverschwendung bei der klassenbasierten Adressierung.
• Weist IP-Adressblöcke flexibel entsprechend der Netzwerkgröße zu.

Wie funktioniert die CIDR-Notation?

Die CIDR-Notation kombiniert eine IP-Adresse und eine Subnetzmaske in einem einzigen Ausdruck. Dieser Ausdruck besteht aus der IP-Adresse, gefolgt von einem Schrägstrich (/) und einer Zahl, die angibt, wie viele Bits der Subnetzmaske "1" sind. Beispielsweise stellt die Notation 192.168.1.0/24 die IP-Adresse 192.168.1.0 und eine 24-Bit-Subnetzmaske (255.255.255.0) dar.

Beispiel:

192.168.1.0/24

• 192.168.1.0: Netzwerkadresse
• /24: Subnetzmaske (255.255.255.0)

Diese Notation gibt die erste IP-Adresse im Netzwerk und die Anzahl der verfügbaren IP-Adressen an. /24 gibt an, dass die ersten 24 Bits die Netzwerkkennung darstellen und die letzten 8 Bits (32-24=8) die Geräteadressen darstellen. Dies bedeutet 2⁸ = 256 Adressen. Da jedoch zwei dieser Adressen (Netzwerkadresse und Broadcast-Adresse) nicht verwendet werden können, stehen 254 verfügbare Geräteadressen zur Verfügung.

Was ist eine Subnetzmaske und warum ist sie wichtig?

Die Subnetzmaske ist eine 32-Bit-Zahl, die bestimmt, welcher Teil einer IP-Adresse die Netzwerkadresse und welcher Teil die Geräteadresse darstellt. Die Subnetzmaske ist ein grundlegender Bestandteil des IP-Adressierungsschemas und bestimmt, wie Geräte im Netzwerk miteinander kommunizieren.

Wichtige Punkte:

• Die Subnetzmaske trennt die Netzwerk- und Geräteabschnitte der IP-Adresse.
• Bestimmt, wie Geräte im Netzwerk miteinander kommunizieren.
• Die CIDR-Notation ermöglicht es, die Subnetzmaske kürzer und verständlicher auszudrücken.

Beispiele für Subnetzmasken:

Die Rolle der Subnetzmaske: Wenn ein Gerät ein Paket an eine IP-Adresse senden möchte, verwendet es zuerst die Subnetzmaske, um festzustellen, ob sich die Ziel-IP-Adresse im eigenen Netzwerk befindet. Wenn sich die Ziel-IP-Adresse im selben Netzwerk befindet, sendet das Gerät das Paket direkt an das Ziel. Wenn sich die Ziel-IP-Adresse in einem anderen Netzwerk befindet, sendet das Gerät das Paket an das Standard-Gateway, und das Gateway leitet das Paket an das Ziel weiter.

Wie wird eine CIDR-Berechnung durchgeführt?

Die CIDR-Berechnung umfasst die Bestimmung der Startadresse, der Endadresse, der Netzwerkadresse, der Broadcast-Adresse und der Anzahl der verfügbaren IP-Adressen eines IP-Adressblocks.

Schritt-für-Schritt-CIDR-Berechnung:

1. CIDR-Notation verstehen: In der Notation 192.168.1.0/24 steht 192.168.1.0 beispielsweise für die Netzwerkadresse und /24 für die Subnetzmaske.
2. Subnetzmaske in Binärzahl umwandeln: /24 bedeutet 24 "1" und 8 "0". Dies wird binär als 11111111.11111111.11111111.00000000 ausgedrückt. Der Dezimalwert ist 255.255.255.0.
3. Netzwerkadresse finden: Die Netzwerkadresse wird durch eine logische UND-Verknüpfung der IP-Adresse mit der Subnetzmaske ermittelt.

   
     IP-Adresse:     192.168.1.10  (11000000.10101000.00000001.00001010)
     Subnetzmaske: 255.255.255.0   (11111111.11111111.11111111.00000000)
     ---------------------------------------------------------------------
     Netzwerkadresse:     192.168.1.0   (11000000.10101000.00000001.00000000)
     

4. Broadcast-Adresse finden: Die Broadcast-Adresse wird gefunden, indem die "0" am Ende der Netzwerkadresse in "1" geändert werden. Für /24 werden die letzten 8 Bit in "1" geändert.

   
     Netzwerkadresse:     192.168.1.0   (11000000.10101000.00000001.00000000)
     ---------------------------------------------------------------------
     Broadcast-Adresse:  192.168.1.255 (11000000.10101000.00000001.11111111)
     

5. Anzahl der verfügbaren IP-Adressen finden: Die Anzahl der verfügbaren IP-Adressen wird mit der Formel 2^{(32 - CIDR-Wert)} - 2 ermittelt. Für /24 ist diese Zahl 2^(32-24) - 2 = 2⁸ - 2 = 256 - 2 = 254.

Beispiel für eine CIDR-Berechnung:

IP-Adresse: 10.0.0.50/16

• Netzwerkadresse: 10.0.0.0
• Broadcast-Adresse: 10.0.255.255
• Anzahl der verfügbaren IP-Adressen: 2^(32-16) - 2 = 2¹⁶ - 2 = 65534

Welche Vorteile bietet CIDR?

CIDR bietet gegenüber der herkömmlichen klassenbasierten Adressierung viele Vorteile:

• Adress-Effizienz: CIDR nutzt IP-Adressen effizienter und verhindert Adressverschwendung. Es ermöglicht die Zuweisung von so vielen IP-Adressen, wie benötigt werden.
• Verkleinerung von Routing-Tabellen: CIDR hilft, Routing-Tabellen zu verkleinern, da mehrere Netzwerkblöcke durch einen einzigen Routing-Eintrag dargestellt werden können. Dies erhöht die Leistung von Routern.
• Flexibilität: CIDR bietet die Möglichkeit, IP-Adressblöcke flexibel entsprechend der Netzwerkgröße zuzuweisen. Dies gibt Netzwerkadministratoren mehr Kontrolle.
• Netzwerk-Hierarchie: CIDR unterstützt die Netzwerk-Hierarchie und sorgt für eine bessere Netzwerkorganisation.

Beispiel aus dem echten Leben: Ein Internetdienstanbieter (ISP) muss seinen Kunden IP-Adressblöcke unterschiedlicher Größe zuweisen. Dank CIDR können ISPs kleinen Unternehmen /24-Blöcke, mittelständischen Unternehmen /20-Blöcke und großen Organisationen /16-Blöcke zuweisen. Dies gewährleistet eine effizientere Nutzung der Adressen und verhindert Adressverschwendung.

Was ist der Unterschied zwischen CIDR und VLSM (Variable Length Subnet Masking)?

CIDR und VLSM (Variable Length Subnet Masking) sind eng miteinander verbundene Konzepte, dienen jedoch unterschiedlichen Zwecken.

• CIDR: Ist eine Adressierungsmethode, die verwendet wird, um IP-Adressen effizienter zu verteilen und zu routen. Ihr Hauptziel ist es, Adressverschwendung zu verhindern und Routing-Tabellen zu verkleinern.
• VLSM: Ist eine Technik, die verwendet wird, um innerhalb eines Netzwerks Subnetze unterschiedlicher Größe zu erstellen. VLSM ermöglicht eine effizientere Nutzung von Adressen, indem derselbe Netzwerkadressblock in Subnetze unterschiedlicher Größe unterteilt wird.

Beispiel: Ein Unternehmen habe den Adressblock 192.168.1.0/24. Dieses Unternehmen möchte für verschiedene Abteilungen Subnetze unterschiedlicher Größe erstellen. Mithilfe von VLSM kann dieses Unternehmen Subnetze unterschiedlicher Größe wie /25, /26 und /27 erstellen und jeder Abteilung so viele IP-Adressen zuweisen, wie sie benötigt.

VLSM Beispiel:

Ergebnis: CIDR bietet einen allgemeinen Rahmen für die Verteilung und das Routing von IP-Adressen, während VLSM innerhalb dieses Rahmens eine effizientere Erstellung von Subnetzen ermöglicht. VLSM kann als Erweiterung von CIDR betrachtet werden.

Wie führt man Subnetting von CIDR-Blöcken durch?

Das Subnetting von CIDR-Blöcken ist der Prozess der Aufteilung eines IP-Adressblocks in kleinere Subnetze. Dieser Prozess wird durchgeführt, um Netzwerke besser zu verwalten, die Sicherheit zu erhöhen und Adressen effizienter zu nutzen.

Schrittweise Anleitung zum Subnetting von CIDR-Blöcken:

1. Bedarf ermitteln: Bestimmen Sie, wie viele Subnetze Sie benötigen und wie viele IP-Adressen in jedem Subnetz erforderlich sind.
2. Subnetzmaske bestimmen: Bestimmen Sie die geeignete Subnetzmaske basierend auf der Anzahl der benötigten Subnetze und der Anzahl der IP-Adressen. Die Subnetzmaske bestimmt, wie viele Bits in jedem Subnetz die Netzwerkadresse und wie viele Bits die Geräteadresse darstellen.
3. Subnetze erstellen: Teilen Sie den ursprünglichen IP-Adressblock mithilfe der festgelegten Subnetzmaske in Subnetze auf. Jedes Subnetz hat eine Netzwerkadresse und eine Broadcast-Adresse.
4. IP-Adressen zuweisen: Weisen Sie den Geräten die IP-Adressen in jedem Subnetz zu. Vermeiden Sie die Verwendung der Netzwerkadresse und der Broadcast-Adresse.

Beispiel: Angenommen, Sie möchten den Adressblock 192.168.1.0/24 in 4 Subnetze aufteilen. Jedes Subnetz benötigt ungefähr 60 IP-Adressen.

1. Anzahl der Subnetze: 4
2. Anzahl der IP-Adressen: Ungefähr 60 (ein /26-Subnetz, das 62 verfügbare Adressen bietet, wäre ausreichend)
3. Subnetzmaske: /26 (255.255.255.192)
4. Subnetze:
   • 192.168.1.0/26 (192.168.1.0 - 192.168.1.63)
   • 192.168.1.64/26 (192.168.1.64 - 192.168.1.127)
   • 192.168.1.128/26 (192.168.1.128 - 192.168.1.191)
   • 192.168.1.192/26 (192.168.1.192 - 192.168.1.255)

In diesem Beispiel wird der Adressblock 192.168.1.0/24 in 4 Subnetze aufgeteilt, die jeweils 62 verfügbare IP-Adressen haben. Jedes Subnetz kann einer anderen Abteilung oder einem anderen Netzwerksegment zugewiesen werden.

CIDR und Routing

CIDR ist ein grundlegender Bestandteil des Internet-Routing-Systems. Router verwenden Routing-Tabellen, um IP-Pakete an ihre Ziele zu leiten. CIDR hilft, die Größe von Routing-Tabellen zu reduzieren und die Routing-Effizienz zu verbessern.

Reduzierung der Routing-Tabellen: CIDR ermöglicht es, mehrere Netzwerkblöcke durch einen einzigen Routing-Eintrag darzustellen. Beispielsweise kann ein Internetdienstanbieter (ISP) seinen Kunden viele verschiedene /24-Blöcke zugewiesen haben. Dank CIDR kann der ISP alle diese /24-Blöcke durch einen einzigen /16-Block darstellen. Dies reduziert die Größe der Routing-Tabellen erheblich und verbessert die Leistung der Router.

Beispiel: Nehmen wir an, ein Router hat die folgende Routing-Tabelle:

Mithilfe von CIDR können wir diese drei Einträge zu einem einzigen Eintrag zusammenfassen:

Dies verkleinert die Routing-Tabelle und beschleunigt die Routing-Operationen.

Longest Prefix Match (Längste Präfixübereinstimmung): Router verwenden den Longest Prefix Match-Algorithmus, wenn sie ein IP-Paket an sein Ziel weiterleiten. Dieser Algorithmus wählt den Routing-Eintrag aus, bei dem das Ziel-IP-Adresse das längste übereinstimmende Präfix hat. Dies stellt sicher, dass Pakete an das richtige Ziel weitergeleitet werden.

Zusammenfassung: CIDR ist ein grundlegender Bestandteil des Internet-Routing-Systems und hilft, die Größe von Routing-Tabellen zu reduzieren, die Routing-Effizienz zu verbessern und sicherzustellen, dass Pakete an das richtige Ziel weitergeleitet werden.