Begleitmaterial zum Unterricht M129 «Subnetting»

Netze in Subnetze unterteilen

1. Theorie zu Subnetting

Erarbeiten sie die Theorie zu Subnetting. Im Fokus sollen dabei folgende Begriffe/Themen stehen:

  • Zweck des Subnettings
  • Subnetzmaske in Dezimalschreibweise und als CIDR-Suffix
  • Netz-ID und Host-ID
  • Netzwerkadresse und Broadcastadresse
  • Subnetze mit dem Kreisdiagramm berechnen
  • Subnetze auf binärem Weg berechnen

und erstellen sie eine Zusammenfassung in der Grössenordnung von 1..2 Seiten. Etwa so, wie wenn sie einen Spickzettel für eine Prüfung zusammenstellen würden. Sie finden z.B. auf dieser Webseite entsprechende Fachbeiträge.

2. Aufgaben zu Subnetting

2.1 Analyse von IP-Adressen

Bestimmen Sie bei den folgenden IP-Adressen jeweils die Netzwerkadresse, die Subnetzmaske in Dezimalschreibweise bzw. CIDR-Suffix, die Broadcastadresse, die Anzahl möglicher theoretischer Netze im IP-Adressraum, Anzahl mögliche IP-Adressen und maximale Anzahl Hosts in diesem Netz:

  • 123.45.67.89 / 29
  • 123.45.67.89 / 255.255.255.240
  • 123.45.67.89 / 255.255.255.224
  • 123.45.67.217 / 25
  • 8.88.111.62 /27

2.2 Plausibilitätsprüfung von Adressbereichen

In einem logischen Netzwerklayout sind zwei Subnetze folgendermassen vermerkt:

  • LAN-A Netzwerkadresse 10.128.10.16 / Subnetzmaske 255.255.255.248
  • LAN-B Netzwerkadresse 10.128.10.12 / Subnetzmaske 255.255.255.248

Ist dies möglich? Begründen Sie ihre Antwort. Tipp: Überprüfen sie Subnetzmaske und Netzadresse auf allfällige Konflikte.

2.3 Netzadressen vergleichen

Es sind folgende 4 IP-Adressen und 2 Netzmasken vorgegeben. Betrachten sie jede Kombination von zwei IP-Adressen und ermitteln sie für jede Subnetzmaske, ob sich die beiden Adressen im selben Netz befinden.

2.4 Subnetze erstellen

Teilen Sie das C-Klasse Netz 192.168.0.0/24 in Subnetze verschiedener Grössen auf. Zeichnen Sie die Netzgrenzen in ein Kreisdiagramm ein und notieren Sie die numerischen Grenzen an den Unterteilungsradien inkl. Subnetzmaske in CIDR-Notation.

2.5 Kreisdiagramm anwenden (A)

Das Netz mit der Adresse 213.13.26.0 wird in Subnetze zu einmal 128, einmal 64 und zweimal 32 Adressen unterteilt. Zeichnen Sie die Netzgrenzen in ein Kreisdiagramm ein und notieren Sie sich die numerischen Grenzen an den Unterteilungsradien inkl. Subnetzmaske in CIDR-Notation in folgender Tabelle.

2.6 Kreisdiagramm anwenden (B)

Das Netz mit der Adresse 192.192.20.0 / 24 wird in folgende Subnetze unterteilt:

  • 3 Netze mit je einem Viertel Adressen des ursprünglichen Netzes
  • 2 Netze mit je einem Sechzehntel Adressen des ursprünglichen Netzes

Zeichnen Sie die Netzgrenzen in ein Kreisdiagramm ein und notieren Sie die numerischen Grenzen an den Unterteilungsradien. Bestimmen Sie Netzadressen, Netzmasken und Broadcastadressen für jedes Teilnetz.

2.7 Kreisdiagramm anwenden (C)

Das Netz mit der Adresse 129.168.31.0 / 24 wird in Subnetze unterteilt. Es ist je ein LAN an vier verschiedenen Standorten vorhanden. Die Standorte sind mit Router und Standleitungen verbunden (Netze für die Verbindungen berücksichtigen). In den Netzen sind folgende Geräte vorhanden:

  • LAN1: 50 Geräte
  • LAN2: 40 Geräte
  • LAN3: 45 Geräte
  • LAN4: 28 Geräte

Es werden drei Standleitungen erforderlich sein. Mit mehr Standleitungen würde man Redundanz erhalten, was wiederum Konsequenzen auf das Routing hätte. Zeichnen Sie die Netzgrenzen in ein Kreisdiagramm ein und notieren Sie die numerischen Grenzen an den Unterteilungsradien. Bestimmen Sie Netzadressen, Netzmasken und Broadcastadressen für jedes Teilnetz.

2.8 Subnetting der Firma XY

Für die Firma XY steht das IP-Netz 192.168.100.0 / 24 zur Verfügung. Die Firma XY ist auf drei Standorte verteilt, deren Netzwerke mit Routern verbunden sind:

  • LAN1: 60 Arbeitsstationen + 2 Server
  • LAN2: 45 Arbeitsstationen + 1 Server
  • LAN3: 22 Arbeitsstationen

Wobei gilt:

  • LAN1 ist an Router1 angeschlossen
  • LAN2 ist an Router2 angeschlossen
  • LAN3 ist an Router3 angeschlossen

Im weiteren:

  • Router1 ist mit Router2 über eine Standleitung (Seriell) verbunden (=LAN4 mit nur 4 IP-Adressen)
  • Router2 ist mit Router3 über eine Standleitung (Seriell) verbunden (=LAN5 mit nur 4 IP-Adressen)

Lösen sie folgende Aufgaben:

  • Wieviele IP-Adressen benötigt man im LAN1-5 je insgesamt?
  • Stellen Sie die Teilnetze im Kreisdiagramm dar
  • Bestimmen Sie jeweils Netzadresse, Subnetzmaske und Broadcastadresse
  • Zeichnen Sie das logische Layout mit allen Netzwerkkomponenten und IP-Adressen bzw. Bereiche.

3. Musterlösungen zu den Subnetting-Aufgaben

3.1 Lösung Analyse von IP-Adressen

Bestimmen Sie bei den folgenden IP-Adressen jeweils die Netzwerkadresse, die Subnetzmaske in Dezimalschreibweise bzw. CIDR-Suffix, die Broadcastadresse, die Anzahl möglicher theoretischer Netze im IP-Adressraum, Anzahl mögliche IP-Adressen und maximale Anzahl Hosts in diesem Netz:

3.2 Lösung Plausibilitätsprüfung von Adressbereichen

In einem logischen Netzwerklayout sind zwei Subnetze folgendermassen vermerkt:

  • LAN-A Netzwerkadresse 10.128.10.16 / Subnetzmaske 255.255.255.248
  • LAN-B Netzwerkadresse 10.128.10.12 / Subnetzmaske 255.255.255.248

Ist dies möglich? Begründen Sie ihre Antwort. Tipp: Überprüfen sie Subnetzmaske und Netzadresse auf allfällige Konflikte.

Nein, weil...

  • Subnetzmaske 255.255.255.248 in CIDR-Schreibweise: /29. Das heisst: 29 Bit Netz-ID und 3 Bit Host-ID
  • Subnetzmaske (Binär): 1111‘1111.1111‘1111.1111‘1111.1111‘1000
  • Die erste IP-Adresse 10.128.10.16 ist eine korrekte Netzwerkadresse in einem /29 Subnetz (Die drei Hostbits sind 0):
    1. IP-Adresse (Binär): 000‘1010.1000‘0000.0000‘1010.0001‘0000
  • Die zweite Adresse 10.128.10.12 ist keine Netzwerkadresse in einem /29-Subnetz bzw. wäre wegen dem gesetzten Hostbit eine normale IP-Adresse in einem /29-er Subnetz:
    2. IP-Adresse (Binär): 000‘1010.1000‘0000.0000‘1010.0000‘1100
  • Die zweite Adresse wäre allerdings eine Netzwerkadresse in einem /30-er Subnetz.

Somit sind die beiden IP-Adressen Netzwerkadressen von verschiedenen Subnetzen.

3.3 Lösung Netzadressen vergleichen

Es sind folgende 4 IP-Adressen und 2 Netzmasken vorgegeben. Betrachten sie jede Kombination von zwei IP-Adressen und ermitteln sie für jede Subnetzmaske, ob sich die beiden Adressen im selben Netz befinden.

3.4 Lösung Subnetze erstellen

Teilen Sie das C-Klasse Netz 192.168.0.0/24 in Subnetze verschiedener Grössen auf. Zeichnen Sie die Netzgrenzen in ein Kreisdiagramm ein und notieren Sie die numerischen Grenzen an den Unterteilungsradien inkl. Subnetzmaske in CIDR-Notation.

3.5 Lösung Kreisdiagramm anwenden (A)

Das Netz mit der Adresse 213.13.26.0 wird in Subnetze zu einmal 128, einmal 64 und zweimal 32 Adressen unterteilt. Zeichnen Sie in die Netzgrenzen in ein Kreisdiagramm ein und notieren Sie sich die numerischen Grenzen an den Unterteilungsradien inkl. Subnetzmaske in CIDR-Notation in folgender Tabelle.

3.6 Lösung Kreisdiagramm anwenden (B)

Das Netz mit der Adresse 192.192.20.0 / 24 wird in folgende Subnetze unterteilt:

  • 3 Netze mit je einem Viertel Adressen des ursprünglichen Netzes
  • 2 Netze mit je einem Sechzehntel Adressen des ursprünglichen Netzes

Zeichnen Sie die Netzgrenzen in ein Kreisdiagramm ein und notieren Sie die numerischen Grenzen an den Unterteilungsradien. Bestimmen Sie Netzadressen, Netzmasken und Broadcastadressen für jedes Teilnetz.

3.7 Lösung Kreisdiagramm anwenden (C)

Das Netz mit der Adresse 129.168.31.0 / 24 wird in Subnetze unterteilt. Es ist je ein LAN an vier verschiedenen Standorten vorhanden. Die Standorte sind mit Router und Standleitungen verbunden (Netze für die Verbindungen berücksichtigen). In den Netzen sind folgende Geräte vorhanden:

  • LAN1: 50 Geräte
  • LAN2: 40 Geräte
  • LAN3: 45 Geräte
  • LAN4: 28 Geräte

Es werden drei Standleitungen erforderlich sein. Mit mehr Standleitungen würde man Redundanz erhalten, was wiederum Konsequenzen auf das Routing hätte. Zeichnen Sie die Netzgrenzen in ein Kreisdiagramm ein und notieren Sie die numerischen Grenzen an den Unterteilungsradien. Bestimmen Sie Netzadressen, Netzmasken und Broadcastadressen für jedes Teilnetz.

3.8 Lösung Subnetting der Firma XY

Für die Firma XY steht das IP-Netz 192.168.100.0 / 24 zur Verfügung. Die Firma XY ist auf drei Standorte verteilt, deren Netzwerke mit Routern verbunden sind:

  • LAN1: 60 Arbeitsstationen + 2 Server
  • LAN2: 45 Arbeitsstationen + 1 Server
  • LAN3: 22 Arbeitsstationen

Wobei gilt:

  • LAN1 ist an Router1 angeschlossen
  • LAN2 ist an Router2 angeschlossen
  • LAN3 ist an Router3 angeschlossen

Im weiteren:

  • Router1 ist mit Router2 über eine Standleitung (Seriell) verbunden (=LAN4 mit nur 4 IP-Adressen)
  • Router2 ist mit Router3 über eine Standleitung (Seriell) verbunden (=LAN5 mit nur 4 IP-Adressen)

Lösen sie folgende Aufgaben:

  • Wieviele IP-Adressen benötigt man im LAN1-5 je insgesamt?
  • Stellen Sie die Teilnetze im Kreisdiagramm dar
  • Bestimmen Sie jeweils Netzadresse, Subnetzmaske und Broadcastadresse
  • Zeichnen Sie das logische Layout mit allen Netzwerkkomponenten und IP-Adressen bzw. Bereiche.

Musterlösung zu IP-Netz: 192.168.100.0 / 24

  • LAN1: Benötigt 65 IP's (60 PC + 2 SRV + 1 RT + 2 NA/BC)
  • LAN2: Benötigt 49 IP's (45 PC + 1 SRV + 1 RT + 2 NA/BC
  • LAN3: Benötigt 25 IP's (22 PC + 1 RT + 2 NA/BC)
  • LAN4: Benötigt 4 IP's (2 RT + 2 NA/BC)
  • LAN5: Benötigt 4 IP's (2 RT + 2 NA/BC)
  • Routeradresse(n) & Netzadresse & Broadcastadresse nicht vergessen
  • Hinweis zu LAN4 und LAN5: Damit werden die LAN-Sites (LAN1 mit LAN2 und LAN3) verbunden. LAN 4+5 sind also
    Strecken über z.B. eine Standleitung, ADSL etc. Diese Kleinstnetze benötigen nur 4 IP‘s, nämlich zwei Router- eine Netzwerk- und eine Broadcastadresse