Aufbau einer IP-Adresse: Oktette, Netzanteil und Subnetzmaske erklärt

Für den Computer ist eine IPv4-Adresse eine einzige Zahl aus 32 Nullen und Einsen; die Dezimalzahlen mit Punkten dienen nur der Lesbarkeit. Am Beispiel 192.168.178.23 rechnen Sie Schritt für Schritt die Binärform aus und bestimmen mit der Subnetzmaske Netzadresse, Broadcast-Adresse und Zahl der möglichen Geräte. Dazu kommen Tabellen zu Subnetzmasken, Sonderadressen und Adressklassen sowie IPv6 in Kürze.

Wie ist eine IP-Adresse aufgebaut?

Zum Lesen wird die 32-Bit-Zahl einer IPv4-Adresse in vier Gruppen zu je 8 Bit geteilt, die Oktette, und jedes Oktett als Dezimalzahl geschrieben. 8 Bit ergeben 256 Werte, deshalb reicht jedes Oktett von 0 bis 255. Insgesamt gibt es 2³² = 4.294.967.296 IPv4-Adressen.

Der Netzanteil vorne bezeichnet das Netz und ist bei allen Geräten im selben Netz gleich. Der Hostanteil hinten bezeichnet das einzelne Gerät („Host“). Das funktioniert wie bei einer Telefonnummer: Die Vorwahl führt in den Ort, die Rufnummer zum Anschluss. Wo der Netzanteil endet, verrät die Adresse nicht. Das legt die Subnetzmaske fest, kurz die Präfixlänge: Bei /24 sind es die ersten 24 Bit. Die Grundlagen erklärt Was ist eine IP-Adresse?

Wie sieht meine IP-Adresse aus?

Die Box zeigt Ihre öffentliche IP-Adresse. Stehen darin vier Zahlen mit Punkten, ist es eine IPv4-Adresse, und Sie können sie genauso zerlegen wie das Beispiel. Doppelpunkte bedeuten IPv6.

Im Heimnetz hat Ihr Gerät zusätzlich eine private Adresse. Sie steht mit der Subnetzmaske in den Netzwerkdetails:

Anleitungen für jedes Gerät finden Sie unter IP-Adresse finden.

IP-Adresse binär: Dezimalzahl in Binärzahl umrechnen

Die acht Stellen eines Oktetts haben von links nach rechts die Stellenwerte 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2 und 1. So rechnen Sie eine Dezimalzahl um:

1. Beginnen Sie bei 128: Passt der Stellenwert in die Zahl, schreiben Sie 1 und ziehen ihn ab. Sonst schreiben Sie 0.
2. Prüfen Sie mit dem Rest den nächsten Stellenwert, bis Sie bei 1 angekommen sind.

Für 178 heißt das: 128 passt (Rest 50), 64 nicht, 32 passt (Rest 18), 16 passt (Rest 2), 8 und 4 nicht, 2 passt (Rest 0), 1 nicht. Ergebnis: 10110010.

Zurück addieren Sie die Stellenwerte aller Einsen: 00010111 ergibt 16 + 4 + 2 + 1 = 23. Acht Einsen ergeben 255, mehr geht mit 8 Bit nicht.

Subnetzmaske erklärt: Netzanteil und Hostanteil trennen

Auch die Subnetzmaske hat 32 Bit: Einsen markieren den Netzanteil, Nullen den Hostanteil, und die Einsen stehen immer zusammenhängend links. Pro Oktett sind deshalb nur die Werte 0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254 und 255 möglich; 255.255.255.100 ist keine gültige Maske.

Mit einer UND-Verknüpfung berechnet das Gerät die Netzadresse: Nur wo Adresse und Maske beide eine 1 haben, steht im Ergebnis eine 1.

Diese Rechnung braucht das Gerät für jedes Datenpaket: Hat das Ziel denselben Netzanteil, schickt es die Daten direkt, sonst an den Router, das Standardgateway. Wie Sie dessen Adresse finden, steht unter Router-IP-Adresse finden. Für eine statische IP-Adresse tragen Sie deshalb Adresse, Maske und Gateway ein. Android fragt dabei statt der Maske nach der Länge d. Netzwerkpräfixes, also 24 statt 255.255.255.0.

CIDR-Schreibweise: Was bedeutet /24?

Kürzer als die Maske ist die Präfixlänge hinter der Adresse: 192.168.178.23/24. Sie nennt, wie viele Bit von links zum Netz gehören; /24 entspricht 255.255.255.0. Diese Schreibweise kam 1993 mit CIDR (Classless Inter-Domain Routing), heute gilt RFC 4632. Seitdem kann die Grenze an jeder Bitstelle liegen, nicht nur zwischen zwei Oktetten.

Ohne Hostanteil steht die Schreibweise für ein ganzes Netz: 192.168.178.0/24 reicht von .0 bis .255. Ein Netz hat 2 hoch (32 minus Präfixlänge) Adressen, bei /24 also 256. Für Geräte nutzbar sind zwei weniger: Die erste ist die Netzadresse (alle Hostbits 0), die letzte die Broadcast-Adresse (alle Hostbits 1), über die ein Gerät alle anderen zugleich erreicht. Ausnahmen sind /31 mit zwei nutzbaren Adressen für Verbindungen zwischen genau zwei Geräten (RFC 3021) und /32 für eine einzelne Adresse.

Subnetzmasken-Tabelle

Netzadresse und Broadcast berechnen: Beispiele für /24, /16 und /26

1. Bestimmen Sie die Maske zur Präfixlänge.
2. Setzen Sie in der Binärform der Adresse alle Hostbits auf 0. Das ergibt die Netzadresse.
3. Setzen Sie alle Hostbits auf 1. Das ergibt die Broadcast-Adresse. Die Adressen dazwischen sind für Geräte frei.

Mit /16 gehört dieselbe Adresse zu einem 256-mal größeren Netz. Die Adresse allein verrät die Netzgröße nicht, erst die Maske.

Krummes Präfix: 192.168.178.100/26

Bei /26 liegt die Grenze im vierten Oktett: Dessen erste 2 Bit gehören zum Netz, 6 Bit bleiben für Geräte. 100 ist binär 01100100. Mit allen Hostbits auf 0 wird daraus 01000000 = 64, mit allen Hostbits auf 1 dagegen 01111111 = 127. Das Netz reicht also von .64 bis .127.

Schneller geht es mit der Blockgröße: 256 minus den Maskenwert im geteilten Oktett, hier 256 − 192 = 64. Ein /24 zerfällt so in vier /26-Netze ab .0, .64, .128 und .192, mit den Broadcast-Adressen .63, .127, .191 und .255. 192.168.178.23 liegt im ersten, 192.168.178.100 im zweiten Netz; die beiden Geräte erreichen sich deshalb nur über einen Router.

Welche Subnetzmaske nutzt der Router im Heimnetz?

FRITZ!Box und Speedport arbeiten ab Werk mit einem /24-Netz:

• FRITZ!Box: Adresse 192.168.178.1, Subnetzmaske 255.255.255.0, also das Netz 192.168.178.0/24. Per DHCP verteilt sie ab Werk die Adressen .20 bis .200.
• Telekom Speedport: Adresse 192.168.2.1, Netz 192.168.2.0/24.

Der Router belegt eine der 254 nutzbaren Adressen, für Ihre Geräte bleiben 253. Welche davon vergeben sind, zeigt alle Geräte im Netzwerk finden. In der FRITZ!Box stehen Adresse, Maske und DHCP-Bereich unter Heimnetz > Netzwerk > Netzwerkeinstellungen > Erweiterte Netzwerkeinstellungen ändern auf der Registerkarte IPv4.

Besondere IPv4-Adressen und reservierte Bereiche

Nicht jede Adresse gehört einem Gerät im Internet. Die wichtigsten Ausnahmen stehen im IANA-Register für besondere IPv4-Adressen:

Private und reservierte Adressen haben weder Standort noch Provider. Das Tool IP-Adresse orten zeigt beides nur für öffentliche Adressen. In eigener Software ordnet die IP-Lookup-API jede Adresse ein: range_type meldet den Adresstyp, etwa PRIVATE_NETWORK, CGNAT oder PUBLIC, connection.range den Adressblock wie 80.110.0.0/24.

IP-Adressklassen A bis E: Warum sie nicht mehr gelten

Bis 1993 bestimmten die ersten Bits einer Adresse ihre Klasse und damit die Länge des Netzanteils. RFC 791 definierte 1981 die Klassen A, B und C; D und E kamen später hinzu.

Das starre Raster passte selten: Ein C-Netz mit 254 Adressen war vielen Organisationen zu klein, ein B-Netz mit 65.534 meist viel zu groß. Die B-Netze wurden knapp, und die Routing-Tabellen im Internet wuchsen. 1993 löste CIDR die Klassen ab, seitdem bestimmt allein die Präfixlänge die Netzgröße. „Klasse-C-Netz“ sagt man heute nur noch umgangssprachlich für ein /24.

IPv6-Adresse: Aufbau in Kürze

IPv6-Adressen haben 128 Bit in acht Blöcken zu je 16 Bit. Jeder Block wird als vierstellige Hexadezimalzahl (0–9, a–f) geschrieben, Doppelpunkte trennen die Blöcke; eine Hexadezimalziffer entspricht 4 Bit. Kurz geschrieben wird aus 2001:0db8:0a0b:12f0:0000:0000:0000:0001 die Adresse 2001:db8:a0b:12f0::1: Führende Nullen entfallen, und :: ersetzt einmal eine Folge von Null-Blöcken.

Auch IPv6 trennt Netz und Gerät: Die ersten 64 Bit sind meist das Präfix, der Rest die Interface-ID. Statt einer Maske gibt es nur die Präfixlänge, hier /64, und keinen Broadcast. Mehr zu Präfixen und Adresstypen steht unter IPv6-Adresse.

Woran erkenne ich eine gültige IP-Adresse?

Gültig ist eine IPv4-Adresse mit genau vier Zahlen von 0 bis 255, getrennt durch Punkte, ohne Leerzeichen und ohne führende Nullen.

Endet eine Adresse auf 0 oder 255, kann sie trotzdem ein Gerät bezeichnen: Im /24-Netz sind 192.168.178.0 und 192.168.178.255 Netz- und Broadcast-Adresse, im /16-Netz ist 192.168.1.255 eine normale Geräteadresse.