Aufbau von IPv4-Adressen (32 Bit), Netz- und Hostanteil, Subnetzmasken, Slash-Notation (CIDR), Netzadresse, Broadcast und nutzbare Hostadressen.
📖 Fachtheorie & KMK-Prüfungswissen
1. Aufbau einer IPv4-Adresse
Eine IPv4-Adresse besteht aus 32 Bit, unterteilt in 4 Oktette zu je 8 Bit (z. B. 192.168.10.5). Jedes Oktett kann Werte von 0 bis 255 annehmen.
2. CIDR (Classless Inter-Domain Routing) & Subnetzmaske
Die Subnetzmaske bestimmt durch fortlaufende Einsen von links, welcher Teil der Adresse das Netzwerk identifiziert (Netzanteil) und welcher Teil für einzelne Endgeräte reserviert ist (Hostanteil):
- /24 Maske: 24 Einsen =
255.255.255.0 -> 8 Host-Bits -> $2^8 = 256$ Adressen (254 nutzbar).
- /25 Maske: 25 Einsen =
255.255.255.128 -> 7 Host-Bits -> $2^7 = 128$ Adressen (126 nutzbar).
- /26 Maske: 26 Einsen =
255.255.255.192 -> 6 Host-Bits -> $2^6 = 64$ Adressen (62 nutzbar).
- /27 Maske: 27 Einsen =
255.255.255.224 -> 5 Host-Bits -> $2^5 = 32$ Adressen (30 nutzbar).
- /28 Maske: 28 Einsen =
255.255.255.240 -> 4 Host-Bits -> $2^4 = 16$ Adressen (14 nutzbar).
- /29 Maske: 29 Einsen =
255.255.255.248 -> 3 Host-Bits -> $2^3 = 8$ Adressen (6 nutzbar).
- /30 Maske: 30 Einsen =
255.255.255.252 -> 2 Host-Bits -> $2^2 = 4$ Adressen (2 nutzbar, ideal für Punkt-zu-Punkt Router-Links).
3. Die 4 Kernregeln jedes Subnetzes
- Netzadresse: Alle Host-Bits sind 0. Repräsentiert das gesamte Netz; darf keinem Client zugewiesen werden.
- Erste nutzbare Host-IP: Netzadresse + 1 (oft für das Standard-Gateway vergeben).
- Letzte nutzbare Host-IP: Broadcast-Adresse - 1.
- Broadcast-Adresse: Alle Host-Bits sind 1. Dient zum Adressieren aller Hosts im Subnetz gleichzeitig.
✍️ Authentische IHK-Prüfungsaufgaben mit Erwartungshorizont
Subnetting-Kalkulation für Filialnetz
10 Punkte
Ein Router-Interface hat die IP-Konfiguration: 172.20.45.138 mit der Subnetzmaske 255.255.255.224 (/27).
1. Ermitteln Sie die Netzadresse des Subnetzes.
2. Bestimmen Sie die Broadcast-Adresse.
3. Geben Sie den Bereich der für Endgeräte nutzbaren IP-Adressen an.
4. Berechnen Sie die maximale Anzahl an Clients, die in diesem Subnetz angeschlossen werden können.
💡 Didaktischer Erwartungshorizont & Punkteverteilung (nach KMK-Kriterien)
1. Netzadresse:
- Subnetzmaske .224 bedeutet Schrittweite 256 - 224 = 32.
- Die Vielfachen von 32 sind: 0, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224.
- Die Host-IP .138 liegt zwischen 128 und 159.
- Netzadresse = 172.20.45.128 (3 Pkt.)
2. Broadcast-Adresse:
- Die nächste Netzadresse beginnt bei .160.
- Broadcast-Adresse = 172.20.45.159 (2 Pkt.)
3. Nutzbarer Hostbereich:
- Erste nutzbare IP: 172.20.45.129
- Letzte nutzbare IP: 172.20.45.158 (3 Pkt.)
4. Maximale Clientanzahl:
- /27 lässt 32 - 27 = 5 Host-Bits übrig.
- Gesamtadressen: 2^5 = 32.
- Nutzbare Hosts: 32 - 2 (Netz- & Broadcast-IP) = 30 Hosts. (2 Pkt.)