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Class C IP Begriffserklärung und Definition

class-c-ipDie Einteilung der Adressierungsräume in Computernetzwerken wird mittels sogenannter Netzsegmente bzw. Subnetze vorgenommen. Welche Größe die einzelnen Netze haben, hängt von ihrer Klassifizierung ab. Bei der Class C IP handelt es sich um die wohl am weitesten verbreitet Größe in Firmennetzwerken.

Eine Class C IP ist eine IP-Adresse in einem Klasse C-Segment. Ihren Ursprung haben die Netzwerkklassen in den Anfängen des Internets. Durch die Einführung spezieller Techniken konnte eine effiziente Aufteilung in Subnetze ermöglicht werden. Ab einer bestimmten Größe ist eine flexible Handhabung bei der Einteilung der Netzsegmente vonnöten, um die einzelnen Rechner eines Netzwerks miteinander kommunizieren lassen zu können. Die Weiterleitung der Datenpakete vom Sender zum Empfänger über Subnetzgrenzen hinweg übernimmt eine sogenannte Routing-Instanz. Um die komplizierten Zusammenhänge zu verstehen, die sich hinter diesen Begrifflichkeiten verstecken, werden die einzelnen relevanten Punkte im Folgenden erklärt.

Class C IP – Was ist die IP-Adresse?

Computer und andere Endgeräte wie Drucker oder Smartphones besitzen eine MAC-Adresse zur Identifizierung im Netzwerk. Da diese Hardware-Adressen nur im gleichen Subnetz erreicht werden können, bedarf es einer Instanz in einer höheren Schicht, welche über Netzgrenzen hinweg erreicht werden kann.

Diese Aufgabe übernimmt die IP-Adresse. Sie ist eine logische Zuordnung zur MAC-Adresse und besteht aus einer 32-stelligen binären Zahl aus Einsen und Nullen. Zur besseren Lesbarkeit wurden die 32 Stellen mit Punkten in vier achtstellige Octets unterteilt. Diesen Adressteilen von der Größe eines Bytes wurden in einem weiteren Schritt in dezimale Werte umgewandelt. So entstand die heutige Darstellungsweise einer IP-Adresse der im Internet sowie in den meisten Firmennetzen vorherrschenden Version 4 (IPV4). Beispielsweise wird aus der binären Schreibweise „11000000101010000111101110000100“ die lesbare Class C IP 192.168.10.142.

Class C IP – Die Netzklassen

Der Ursprung der Klassifizierung von IP-Adressen lag in den Netzklassen, bei denen es sich um eine starre Aufteilung in Netzbereich und Rechnerbereich handelte. Die ersten 8 Bits – also das erste Octet – waren immer für die Netzsegmente vorgesehen. Die weiteren 24 Bits – demnach das zweite bis vierte Octet – galten dem Endgerät selbst. Der gesamte verfügbare Adressraum wurde über diese Netzklassen in zunächst in die drei Klassen A, B und C unterteilt. Später wurden zu besonderen Zwecken mit D und E zwei weitere Klassen definiert. Die Klasse A umfasste alle Adressen von 0.0.0.0 bis 127.255.255.255. Für die Klasse B waren die Adressbereiche von 128.0.0.0 bis 191.255.255.255 vorgesehen. Die Klasse C erstreckte sich von 192.0.0.0 bis zur 223.255.255.255. Entscheidend waren hier die Netzmasken oder Subnetzmasken.

Für die Klasse A galt die Netzmaske 255.0.0.0, die Klasse B erhielt die 255.255.0.0 und bei der Klasse C handelte es sich um eine Netzmaske mit dem Wert 255.255.255.0 für die Identifikation von Netz- und Rechnerbereich. Für die Größe bzw. Einteilung eines Netzsegmentes in eine Netzklasse waren die Netzmasken noch nicht wichtig. Entscheidend war der Wert des ersten Octets bzw. Bytes. Da die einzelnen Netze schon in Unterbereiche segmentiert worden waren, hatte die Netzmaske für diese Urform des Subnettings eine Bedeutung.

Netzmaske und Class C IP

Mit der Einführung des Classless-Inter-Domain Routing (CIDR) änderte sich die Wichtigkeit der Netzmaske. Sie wurden zum bedeutendsten Faktor für den Datenverkehr mit IP-Adressen. Mit ihr wurden und werden die vier Octets in die jeweiligen Netzwerk- und Rechnerbereiche aufgeteilt. Analog zur IP-Adresse hat die Netzmaske ebenfalls vier Bytes. Somit kann die Größe eines Netzes nicht mehr von der IP-Adresse allein abgeleitet werden. Es ist immer zwingend eine Netzmaske notwendig. Die „0“ zeigt dabei stets den Rechneranteil an.

In der klassischen Variante gab es für die Netzanteile nur die 255. Demzufolge hatte eine Class C IP eine Netzmaske von 255.255.255.0, wobei die ersten drei Bytes für das Netzwerk stehen. Lediglich das letzte Byte definiert den Bereich für die Endgeräte in einem Klasse-C-Subnetzes. Die Netzklassen selbst haben auf Grund der Netzmasken nur noch eine geringe Bedeutung. Sie bilden allerdings die Basis für die Berechnung der Subnetze mittels CIDR und VLSM. Daher ist der Ausdruck Class C IP auch heute noch relevant.

Classless-Inter-Domain Routing (CIDR)

Das Classless-Inter-Domain Routing (CIDR) wurde 1993 eingeführt. Die feste Zuordnung einer IP-Adresse wurde durch die Angabe einer Netzmaske abgelöst. Jede IP-Adresse kann nur über eine entsprechende Netzmaske geroutet werden. Für die Notation wurden mit CIDR erstmals sog. Suffixe eingesetzt, welche die Anzahl der 1er-Bits in einer Netzmaske anzeigen. Die verkürzte Schreibform 192.168.10.142/24 entspricht der Darstellung der IP-Adresse 192.168.10.142 (Netzmaske 255.255.255.0). Mit CIDR erhielten zudem die Subnetzmasken mit variablen Längen Einzug in die Netzwelt. Die Technik, mittels der dieses möglich wurde, nennt sich Variable Length Subnet Mask (VLSM) und veränderte alles.

Variable Length Subnet Mask (VLSM) und Subnetting

Mit VLSM wurde das Subnetting erweitert. Die Aufteilung größerer Netzbereiche konnte und kann dank VLSM bis zu den kleinstmöglichen Subnetzen erfolgen. Ein größeres Subnetz wird dabei in mehrere kleinere Teilsubnetze unterteilt, die eine entsprechende Teilsubnetzmaske zugeordnet bekommen. So findet sich beispielsweise die IP-Adresse 192.168.92.140 aus dem übergeordneten Class C IP-Subnetz mittels der Teilsubnetzmaske 255.255.255.240 im Teilnetz mit dem Adressbereich 192.168.92.129 bis 192.168.92.142 wieder.

Das Subnetting, womit die Unterteilung eines Netzwerks in mehrere Subnetze gemeint ist, ist durch den Einsatz von VLSM eine kompliziertere Angelegenheit geworden, die nur von eingefleischten Profis komplett beherrscht werden kann. Für die tägliche Arbeit eines Netzwerkadministrators gibt es spezielle Anwendungen, welche die Subnetze und die dazugehörigen Adressbereiche automatisch ausrechnen. Dank der Teilnetzmasken besteht das kleinstmögliche Netz nur aus sechs Adressen. Eine Class C IP kann im Umkehrschluss auch zu einem Subnetz eines größeren Klasse B- oder Klasse A-Netzes gehören. Eine Class A IP wie 10.158.18.22 wird z.B. mittels der Teilnetzmaske 255.255.255.0 zu einer Class C IP innerhalb eines A-Klassenadressraums.

Routing

Das Routing spielt sowohl in größeren Firmennetzen als auch im Internet eine ganz entscheidende Rolle.
Das gesamte Internet besteht zu einem großen Teil aus Routern, die neben den Webservern und den Client-Rechnern die dritte große Einheit des World Wide Web bilden. Die Router achten dabei nicht auf die Zieladresse des Rechners. Sie konzentrieren sich ausschließlich auf die Subnetze, in denen sich Sender und Empfänger einer Nachricht befinden.

Mittels eines bzw. mehrerer Routing-Protokolle haben alle relevanten Router in einem Netzwerk bzw. im Internet eine Tabelle mit den Wegen zur Verfügung, worüber die einzelnen Subnetze zu erreichen sind. So wird beispielsweise das Datenpaket einer Class C IP über diverse Netzwerkgrenzen hinweg zum Zielrechner mit einer völlig anderen Class C IP geschickt.

Öffentliche und private IP-Adressen

Es ist technisch unmöglich, allen Netzen und Rechnern im Internet sowie in den Firmen- und Heimnetzen weltweit eindeutige IP-Adressen zuzuordnen. Dafür reicht die maximale Anzahl der möglichen IPs nicht aus. Folglich wurden Firmennetze und andere Einrichtungen, die nicht direkt an das Internet angeschlossen waren, durch die IANA („Internet Assigned Numbers Authority“) mit privaten Adressbereichen versorgt. Diese Instanz, welche sämtliche IP-Adressen sowie andere wichtige Verfahren im Internet vergibt bzw. überwacht, vergab die privaten Adressbereiche, welche im Internet niemals auftauchen und geroutet werden.

Sollten andere Adressen in einem Firmennetzwerk eingesetzt werden, können diese nicht direkt ins Internet geroutet werden, da es sich um öffentliche Adressbereiche handelt. Es käme zu Adresskonflikten und der Datentransfer würde abgelehnt werden. Innerhalb des Internets können alle IP-Adressen nur einmal vorhanden sein.

Als Lösung für dieses Problem dient die Network Adress Translation (NAT). Eine Firewall des Unternehmens besitzt eine öffentliche IP und ersetzt mit dieser die IPs der privaten Rechner aus dem Firmennetz, um die Datenpakete im Internet routen zu können. Umgekehrt werden die Adress-Header sämtlicher eingehenden Daten von der Firewall mit der entsprechenden privaten Zieladresse versehen, da die Internet-Adressen in den privaten Firmennetzen nicht weitergeleitet werden können.



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