IPv4 Adressklassen in Netzwerken
Als das Internetprotokoll IPv4 definiert wurde, hat man Regeln festgelegt, um unterschiedlich große Netzwerke zu erstellen. Sie wurden in sogenannte Adressklassen eingeteilt und je nach Adressklasse ist es möglich, unterschiedlich große Netzwerke zu erstellen. Die Adressklasse wird anhand des ersten Zahlenblocks (Oktett) der IP-Adresse identifiziert. Für jede Adressklasse wurde eine Standard Subnetzmaske definiert. Dadurch ergeben sich unterschiedlich große Anzahl von IP-Adressen für die Netzwerke. Die Klassen gehen dabei von A - E.
Klasse A
In einem Klasse A Netzwerk hat das erste Oktett einen Wert im Bereich 1 - 126. Die restlichen Zahlenblöcke können beliebige Werte enthalten. Die Subnetzmaske in einem Klasse A Netzwerk ist immer 255.0.0.0. Da über die Subnetzmaske definiert wird, welcher Teil der IP-Adresse die Netzwerk-ID und welcher Teil die Host-ID ist, kann man ausrechnen, wie viele Klasse A Netzwerke es gibt und wie viele Hosts ein Netzwerk enthalten kann.
Demnach gibt es weltweit 126 Klasse A Netzwerke, die jeweils ca. 16 Millionen Hosts haben können. Das ist natürlich in der Form nicht vorhanden, da die Anzahl an Hosts ein Broadcast nicht verwalten könnte.
Besonderheit beim Netzwerk 0 und 127
Es wird immer wieder geschrieben. dass ein Klasse A Netzwerk mit 0.0.0.0 beginnt und mit 127.255.255.255 endet. Das ist nur auf dem ersten Blick richtig. Denn, die Netzwerke 0 und 127 sind für spezielle Netzwerke mit besonderen Eigenschaften reserviert. Beispielsweise ist die Netzwerkadresse 127.0.0.1 immer die IP-Adresse des lokalen Rechners und wird auch Loopback-Adresse genannt. Daher können die Netzwerke 0 und 127 nicht zu den verwendbaren Klasse A Netzwerken gezählt werden.
Klasse B
Das erste Oktett in einem Klasse B Netzwerk kann Werte zwischen 128 - 191 haben, die restlichen Zahlenblöcke können beliebig sein. Die Subnetzmaske ist 255.255.0.0. Dadurch ergibt sich, dass in einem Klasse B Netzwerk die ersten beiden Oktette der IP-Adresse den Netzwerkanteil ausmachen und die restlichen den Hostanteil.
Es gibt rechnerisch gesehen weltweit ca. 16000 Netzwerke, die jeweils ca. 65000 Hosts haben können. Auch diese Netzwerke wären praktisch viel zu groß und Broadcasts wären in dieser Größenordnung nicht verwaltbar.
Der Adressbereich 169.254.0.0 - 169.254.255.255 ist reserviert für APIPA. Es bedeutet Automatic Private IP-Adressing und ist ein Mechanismus für Rechner, die beim Start des Rechners keinen DHCP-Server finden. Dabei suchen die Rechner automatisch eine freie IP-Adresse aus diesem Bereich und vergeben sich diese selbst.
Klasse C
Der erste Zahlenblock eines Klasse C Netzwerks kann Werte zwischen 192 - 223 enthalten. Die restlichen Oktette können wieder beliebig sein. Die Subnetzmaske ist 255.255.255.0. Daraus resultiert, dass die ersten drei Oktette der IP-Adresse den Netzwerkanteil darstellen und das letzte Oktett den Hostanteil.
Somit gibt es weltweit ca. 2 Millionen Klasse C Netzwerke, in denen jeweils 254 Hosts geben kann. Diese Zahl ist praxistauglich, von Broadcasts verwaltbar und wird auch häufig so verwendet.
In Klasse C Netzwerken sind statt 256 nur 254 Hosts möglich, da (wie bei allen anderen Klassen) die 0 als Hostanteil die Netzwerkkennung wäre und wenn der Hostanteil mit 255 gefüllt wird, dies die Broadcastadresse wäre. Diese beiden Nummern können nicht verwendet werden. Somit bleiben 254 freie IP-Adressen je Netzwerk.
Adressklassen D und E
Diese beiden Adressklassen sind besondere Netzwerke. Das erste Oktett eines Klasse D Netzwerks hat einen Wert innerhalb des Bereichs 224 - 239. Der Wertebereich eines Klasse E Netzwerks ist innerhalb des Bereichs 240 - 247. Beide Netzwerke haben gemeinsam, dass die Subnetzmaske 255.255.255.255 ist und somit keine Hosts existieren.
Klasse D Netzwerke sind speziell reservierte Bereiche und werden für Multicastadressen benötigt. Der Adressbereich für Klasse E Netzwerke ist für zukünftige Anwendungen reserviert.
Adressklassen für private Netzwerke
Damit Privatpersonen und Unternehmen die Möglichkeit haben, lokale Netzwerke in verschiedenen Größen zu erstellen, wurden einige Adressbereiche für sie reserviert. Das bedeutet, diese Adressen werden im Internet nicht geroutet und können für lokale Netzwerke bzw. Firmennetzwerke genutzt werden. Diese sind:
- Klasse A: 10.0.0.0 - 10.255.255.255
- Klasse B: 172.16.0.0 - 172.31.255.255
- Klasse C: 192.168.0.0 - 192.168.255.255
Die Vergabe der IP-Adresse und der Subnetzmaske erfolgt entweder manuell oder automatisch. Servern vergibt man sie meistens manuell, da viele Serverdienste eine feste IP-Adresse benötigen, die sich nicht ändert. Man kann manuell jederzeit die IP-Adresse ändern. Bei einem Einsatz eines DHCP-Servers erfolgt die Zuweisung automatisch. Ein DHCP-Server wird insbesondere in großen Netzwerken eingesetzt, um die IP-Adressierung der Clients zu automatisieren.
Ablösung der Netzklassen durch CIDR
Das Konzept der Netzklassen wurde durch CIDR (Classless Inter-Domain Routing) abgelöst. Man kann die Größe eines Netzwerks nicht mehr lediglich anhand der IPv4-Adresse ableiten, sondern durch die zusätzliche Angabe einer Netzmaske. Trotzdem sollte man das Konzept der Netzklassen kennen, da es vorkommen kann, dass man innerhalb einer Umgebung arbeitet, in der man dem Konzept der Netzklassen gefolgt und implementiert hat.