Die Einführung des Classless Inter-Domain Routing (CIDR) hat es ermöglicht, den vorhandenen IP-Adressraum effizienter zu nutzen. Im Gegensatz zur traditionellen Methode entfällt bei CIDR die starre Zuordnung einer IP-Adresse zu einer Netzklasse sowie die eventuelle Aufteilung in Subnetze oder die Zusammenfassung mehrerer Netze zu Supernets. Stattdessen erfolgt die Unterteilung der IP-Adresse anhand einer Netzmaske, die den Netzwerk- und Hostbereich definiert.
CIDR verwendet zur Darstellung der Netzmaske die Notation von Suffixen. Das Suffix gibt die Anzahl der Bits in der Netzmaske an. Diese kürzere Notation ist im Vergleich zur “Dotted Decimal Notation” einfacher und wird weit verbreitet eingesetzt.
CIDR Tabelle
| Netzmaske | CIDR | Anzahl IP-Adressen | Netzgröße (Klassen) |
|---|---|---|---|
| 0.0.0.0 | /0 | 4.294.967.294 | Das Internet |
| 128.0.0.0 | /1 | 2.147.483.646 | 128 x Klasse A |
| 192.0.0.0 | /2 | 1.073.741.822 | 64 x Klasse A |
| 224.0.0.0 | /3 | 536.870.910 | 32 x Klasse A |
| 240.0.0.0 | /4 | 268.435.454 | 16 x Klasse A |
| 248.0.0.0 | /5 | 134.217.726 | 8 x Klasse A |
| 252.0.0.0 | /6 | 67.108.862 | 4 x Klasse A |
| 254.0.0.0 | /7 | 33.554.430 | 2 x Klasse A |
| 255.0.0.0 | /8 | 16.777.214 | 1 x Klasse A |
| 255.128.0.0 | /9 | 8.388.606 | 128 x Klasse B |
| 255.192.0.0 | /10 | 4.194.302 | 64 x Klasse B |
| 255.224.0.0 | /11 | 2.097.150 | 32 x Klasse B |
| 255.240.0.0 | /12 | 1.048.574 | 16 x Klasse B |
| 255.248.0.0 | /13 | 524.286 | 8 x Klasse B |
| 255.252.0.0 | /14 | 262.142 | 4 x Klasse B |
| 255.254.0.0 | /15 | 131.070 | 2 x Klasse B |
| 255.255.0.0 | /16 | 65.534 | 1 x Klasse B |
| 255.255.128.0 | /17 | 32.766 | 128 x Klasse C |
| 255.255.192.0 | /18 | 16.382 | 64 x Klasse C |
| 255.255.224.0 | /19 | 8.190 | 32 x Klasse C |
| 255.255.240.0 | /20 | 4.094 | 16 x Klasse C |
| 255.255.248.0 | /21 | 2.046 | 8 x Klasse C |
| 255.255.252.0 | /22 | 1.022 | 4 x Klasse C |
| 255.255.254.0 | /23 | 510 | 2 x Klasse C |
| 255.255.255.0 | /24 | 254 | 1 x Klasse C |
| 255.255.255.128 | /25 | 126 | 128 Hosts |
| 255.255.255.192 | /26 | 62 | 64 Hosts |
| 255.255.255.224 | /27 | 30 | 32 Hosts |
| 255.255.255.240 | /28 | 14 | 16 Hosts |
| 255.255.255.248 | /29 | 6 | 8 Hosts |
| 255.255.255.252 | /30 | 2 | 4 Hosts |
| 255.255.255.254 | /31 | 0 | 2 Hosts |
| 255.255.255.255 | /32 | 1 | 1 Host |
Um Routing zu betreiben, werden verschiedene Adressen und Netzwerkbereiche benötigt. Hier sind einige wichtige Adressen, die im Routing verwendet werden:
- Netzwerkadresse: Die Netzwerkadresse definiert das Subnetz und wird für die Identifizierung des Netzwerks verwendet. Sie stellt den Anfangsbereich des Adressraums dar.
Beispiel: 192.168.0.0 - Broadcast-Adresse: Die Broadcast-Adresse wird verwendet, um Datenpakete an alle Geräte in einem Netzwerk zu senden. Wenn ein Paket an die Broadcast-Adresse gesendet wird, wird es von allen Geräten in diesem Netzwerk empfangen.
- Gateway-Adresse: Das Gateway ist der Knotenpunkt, über den Datenpakete von einem Netzwerk in ein anderes geleitet werden. Die Gateway-Adresse ist die IP-Adresse des Routers oder Gateways, das den Verkehr zwischen verschiedenen Netzwerken weiterleitet.
- Hostadressen: Hostadressen sind die individuellen IP-Adressen der Geräte innerhalb eines Netzwerks. Diese Adressen ermöglichen die eindeutige Identifizierung und Kommunikation zwischen den Geräten.
Beispiel für die Netzbelegung:
Wir nehmen als Beispiel folgendes Netz: 10.1.0.0/24
| Typ | IP-Adresse |
|---|---|
| Netzwerkadresse | 10.1.0.0/24 |
| Gateway-Adresse | 10.1.0.1/24 |
| Broadcast-Adresse | 10.1.0.255/24 |
| Hostadressen | 10.1.0.1/24 bis 10.1.0.254/24 |
Es ist wichtig zu beachten, dass die konkreten Adressen und Bereiche je nach dem verwendeten IP-Adressierungsschema, der Netzwerkarchitektur und den Routing-Protokollen variieren können. Die oben genannten Adressen sind jedoch grundlegende Komponenten, die für das Routing in den meisten Netzwerken benötigt werden.
Routen von /32 und /31
/32er und /31er Netze stellen spezielle Fälle in der IP-Adressierung dar, bei denen das Routing auf herkömmliche Weise eingeschränkt oder nicht angewendet werden kann.
Ein /32er Netz besteht aus einer einzigen IP-Adresse, die einem bestimmten Gerät oder einer bestimmten Netzwerkschnittstelle zugewiesen ist. Da es nur eine einzige Hostadresse gibt, gibt es keine weitere Adresse, die als Zieladresse für das Routing verwendet werden könnte. Das bedeutet, dass der gesamte Verkehr für dieses /32er Netz direkt an die spezifische IP-Adresse gerichtet wird und es keine Möglichkeit gibt, den Verkehr basierend auf einer Netzwerkadresse zu routen. Daher ist das Routing von /32er Netzen nicht im herkömmlichen Sinne möglich.
Ähnlich verhält es sich mit /31er Netzen. Ein /31er Netz besteht aus nur zwei IP-Adressen, von denen eine als Netzwerkadresse und die andere als Broadcast-Adresse verwendet wird. Da nur zwei Adressen vorhanden sind, gibt es keine verfügbaren Hostadressen, um Geräte innerhalb des Netzes zu adressieren. In der Regel werden /31er Netze für Point-to-Point-Verbindungen verwendet, bei denen zwei Geräte direkt miteinander verbunden sind. Da es nur zwei Endpunkte gibt und sie direkt verbunden sind, besteht kein Bedarf für das Routing von Datenverkehr zwischen ihnen.
Ab /30 stehen in total 4 IP-Adressen zur Verfügung. Eine Adresse wird als Broadcast-Adresse genutzt, eine weitere als Hostadresse. Damit wird es wieder möglich zu routen, da zwei verfügbare Hostadressen für die Kommunikation zwischen zwei Geräten oder Netzwerkschnittstellen verwendet werden können. Eine Hostadresse wird einem Gerät auf einer Seite der Verbindung zugewiesen, während die andere Hostadresse dem Gerät auf der anderen Seite zugewiesen wird. Der Netzwerkverkehr kann dann über das Routing zwischen den beiden Hostadressen weitergeleitet werden.
Ein /30er Netzwerk wird häufig für Point-to-Point-Verbindungen verwendet, bei denen zwei Geräte direkt miteinander verbunden sind. Es stellt eine effiziente Nutzung des Adressraums dar, da nur zwei Hostadressen benötigt werden, während gleichzeitig die notwendigen Routing-Funktionen bereitgestellt werden.
IPv6 und CIDR
Im Gegensatz zu IPv4 ist bei IPv6-Adressen der CIDR von Anfang an ein Bestandteil des Adressierungsformats. IPv6 verwendet eine 128-Bit-Adressnotation, im Vergleich zu den 32-Bit-Adressen in IPv4. Auch hier wird CIDR wieder verwendet um die Netzwerkpräfixe und den Hostbereich innerhalb einer IPv6-Adresse zu definieren.
Die CIDR-Notation in IPv6 verwendet das Präfixlängenformat anstelle der älteren “Dotted Decimal Notation”. Anstelle von Netzwerk- und Subnetzmasken wird ein Präfix angegeben, der angibt, wie viele führende Bits der IPv6-Adresse den Netzwerkanteil repräsentieren. Die Präfixlänge wird oft als Schrägstrich (/) gefolgt von der Anzahl der Bits angezeigt, z.B. 2a0f:5707:b130::/64.
Das /64-Präfix ist das gebräuchlichste und empfohlene Präfix für IPv6-Subnetze. Es ermöglicht die Verwendung von 64 Bits für den Netzwerkanteil und 64 Bits für den Hostanteil. Mit einem /64-Präfix stehen 18.446.744.073.709.551.616 eindeutige Subnetze zur Verfügung, von denen jedes wiederum eine riesige Anzahl von Hostadressen enthalten kann.
Ein /128er Netz (größer CIDR) in IPv6 besteht aus einer einzigen IP-Adresse, die als Hostadresse verwendet wird. Bei einem /128er Netzwerk gibt es keinen Netzwerk- oder Hostanteil, da die gesamte Adresse als einzelne Hostadresse fungiert. Ein Beispiel für ein /128er Netzwerk in IPv6 wäre 2a0f:5707:b130:aaaa:bbbb:aaaa:bbbb/128.
Das IPv4-Äquivalent zu einem /128er Netzwerk in IPv6 wäre eine einzelne IP-Adresse in IPv4 (also /32), da diese auch nur aus einer einzigen Hostadresse besteht. In IPv4 würde die Darstellung einer einzelnen IP-Adresse ohne Netzwerk- oder Subnetzmaske erfolgen, zum Beispiel 192.168.0.1.
Es ist wichtig anzumerken, dass /128er Netze in IPv6 häufig für spezielle Anwendungsfälle wie Loopback-Adressen oder zur eindeutigen Identifizierung von Netzwerkschnittstellen verwendet werden. Da es sich um individuelle Hostadressen handelt, werden sie normalerweise nicht für das Routing im herkömmlichen Sinne verwendet, sondern dienen zur Adressierung spezifischer Geräte oder Funktionen innerhalb eines Netzwerks.
BGP Routinganforderung
Im öffentlichen BGP-Routing (eBGP) hat man sich geeinigt, um unteranderem die Routingtabellen nicht zu fluten, bei IPv4 höchstens /24er Prefixe und bei IPv6 höchstens /48er Prefixe zu routen.
