Zur Kommunikation zwischen zwei Teilnehmern muss jeder Kommunikationspartner wissen, wie er den anderen erreichen kann. Es bedarf also einer Art Anschrift, unter der jeder Teilnehmer eindeutig identifiziert werden kann.

In IPv4 basierenden Netzwerken besteht diese Anschrift aus der IP-Adresse und der zugehörigen Netzmaske, zusammen Netzwerkadresse genannt. Eine IP Adresse, sowie die zugehörige Netzmaske sind in binärer Schreibweise in vier Oktette aufgeteilt. Also in vier Gruppen zu je acht Bits, respektive 32 Bits insgesamt. Die Netzmaske bestimmt welcher Teil der IP-Adresse der Netzwerkteil und welcher Teil der Hostteil ist.

Als Beispiel sei die interne Adresse 192.168.0.1/24 gegeben, welche nun in Dualcode aufgeschlüsselt wird. Der Wert hinter dem Schrägstrich ( / ) ist die Netzmaske. Sie definiert den Netzwerkteil (und damit indirekt den Hostteil), indem ihr Wert der Anzahl der Einsen entspricht, die auf den Netzwerkteil entfallen (respektive die Anzahl der Nullen, die dann noch auf den Hostteil entfallen):

Netzwerkteil                                                          |                Hostteil

Anmerkung: Mit der Einführung von CIDR ist für die Netzmaske deren Angabe in dezimal-Punkt Notation (bsw. 255.255.255.0) vom Netzmasken-Suffix (bsw. /24) ersetzt geworden. Dennoch findet dezimal-Punkt Notation noch heute weite Verbreitung, da sie nach Jahrzehnten einfach zur Gewohnheit geworden ist. Letztendlich ist sie ja auch nicht falsch, lediglich obsolet.

Durch die Netzmaske kann ermittelt werden, zu welchem logischen Netz die IP Adresse gehört. Dazu wird die IP-Adresse und die Netzmaske logisch Und verküpft werden. Daraus ergibt sich dann immer die Netzadresse (das logische Netz), in dem der Host liegt. Für die logische Und-Verknüpfung gelten dabei folgende Regeln:

• 0 & 0 → 0
• 0 & 1 → 0
• 1 & 0 → 0
• 1 & 1 → 1

Wendet man diese Regel auf das obige Beispiel an, ergibt dies die Netzadresse 192.168.0.0/24. Schlüsselt man für diese Netzadresse die möglichen Zustände des Hostteils auf, ergeben sich bei 8 Bits 256 mögliche Adressen. Diese können aber nicht alle für Endgeräte verwendet werden, da in einem logischen Netz zwei Adressen reserviert sind. Zum einen die Netzadresse selbst, hier 192.168.0.0/24, da sie ja das logische Netz definiert und zum anderen die letzte mögliche Adresse im logischen Netz, da sie als Broadcast-Adresse für das logische Netz verwendet wird. In diesem Fall lautet sie 192.168.0.255/24 und findet dann Anwendung, wenn eine Anfrage an alle Teilnehmer im logischen Netz gesendet werden soll. Daraus folgt für dieses Beispiel, dass für Endgeräte 254 mögliche Adressen verwendet werden können.

Man sieht also, welche Informationen sich alles aus einer Netzwerkadresse herauslesen lassen. Für dieses Beispiel ergeben sich zusammenfassend folgende Erkenntnisse:

• Netzadresse: 192.168.0.0/24
• Erste mögliche Hostadresse: 192.168.0.1/24
• Letzte mögliche Hostadresse: 192.168.0.254/24
• Broadcast-Adresse: 192.168.0.255/24
• Anzahl möglicher Hosts im logischen Netz: 254

Als ein anderes Beispiel sei eine beliebige Netzadresse mit dem Netzmasken-Suffix /31 gegeben. Damit stände also ein Bit für den Hostteil zur Verfügung, respektive zwei Zustände. Da aber die erste Adresse für die Netzadresse und letzte Adresse für die Broadcast-Adresse reserviert sind, wäre dieses Netzmasken-Suffix sinnfrei, weil keine Adressen für Endgeräte mehr zur Verfügung ständen.

Daher ist das größtmögliche Netzmasken-Suffix für Netzadressen /30. Hier hat man zwei Bits zur Verfügung, womit vier Zustände möglich sind. Abzüglich der Netzadresse und der Broadcast-Adresse, bleiben zwei Hostadressen für Endgeräte übrig. Diese Aufteilung findet sogar oft Verwendung, nämlich bei der IPv4 Adressierung für WAN-Verbindungen (Router - Router), auch Transportnetze genannt. Dort sind gewöhnlich nicht mehr als zwei Hostadressen notwendig.

Ein solches Beispiel soll nun die Netzadresse 217.20.20.4/30 wiederspiegeln:

Netzwerkteil                                                                                              |   Ht.

Daraus ergeben sich folgende Adressen:

• Netzadresse: 217.20.20.4/30
• Erste mögliche Hostadresse: 217.20.20.5/30
• Letzte mögliche Hostadresse: 217.20.20.6/30
• Broadcast-Adresse: 217.20.20.7/30
• Anzahl möglicher Hosts im logischen Netz: 2

Etwas anspruchsvoller wird die Aufschlüsselung, wenn die verfügbare Anzahl an Host Bits über die Oktettgrenze hinaus geht. Ein Beispiel hierfür wäre die Netzadresse 172.20.16.0/20, bei der die restlichen zwölf Bits auf den Hostteil entfallen:

Netzwerkteil                                  |                              Hostteil

Die Netzadresse und die erste Hostadresse zu ermitteln ist noch ohne Probleme möglich, da die Netzadresse schon bekannt ist und die erste Hostadresse einfach die darauffolgende ist:

• Netzadresse: 172.20.16.0/20
• Erste mögliche Hostadresse: 172.20.16.1/20

Für die restlichen Angaben muss nun erstmal die Anzahl der möglichen Zustände bei zwölf Bits ermittelt werden. Bekannt ist mittlerweile, dass bei acht Bits 256 Zustände möglich sind. Folgt man den Regeln des Dualcodes, dann muss man nun lediglich pro weiterer Stelle den Stellenwert verdoppeln:

• 9 Bits → 512 Zustände
• 10 Bits → 1024 Zustände
• 11 Bits → 2048 Zustände
• 12 Bits → 4096 Zustände

Abzüglich der Netzadresse und der Broadcast-Adresse hat man nun auch die Anzahl der möglichen Hosts im logischen Netz:

• Anzahl möglicher Hosts im logischen Netz: 4094

Schließlich müssen noch die letzte mögliche Hostadresse und die Broadcast-Adresse ermittelt werden. Da die letzte mögliche Hostadresse nur um eins kleiner ist, als die Broadcastadresse, genügt es nur die Broadcast-Adresse zu ermitteln. Dazu muss nun der Wert 4096 in binärer Schreibweise in den Hostteil übertragen werden. Aufgrund der Oktettgrenze ( 8 ) erfolgt zusätzlich für die übrigen Bits ( 4 ) ein Übertrag auf das nächste Oktett:

Netzwerkteil                                  |                             Hostteil

Somit hat sich nicht nur der Dezimalwert des letzten Oktetts ( 255 ) geändert, sondern auch der des vorletzten Oktetts ( 31 ). Für IPv4 basierende Netze stellt dies aber kein Problem dar, da Netzwerkteil und Hostteil immernoch klar durch das Netzmasken-Suffix differenzierbar bleiben. Schließlich hat man nun auch die letzten Informationen zum logischen Netz:

• Letzte mögliche Hostadresse: 172.20.31.254/20
• Broadcast-Adresse: 172.20.31.255/20

Nach diesem Prinzip lässt sich auch gezielt die Hostadresse eines beliebigen Endgeräts im logischen Netz in Erfahrung bringen. Möchte man beispielsweise die Hostadresse des 3333. Endgeräts bestimmen, trägt man den entsprechenden Dualcode einfach in den Hostteil ein und ermittelt daraufhin die Dezimalwerte für das vorletzte und das letzte Oktett:

Netzwerkteil                                  |                             Hostteil

Somit ergibt sich für das 3333. Endgerät im logische Netzwerk 172.20.16.0/20 die IPv4 Adresse 172.20.29.5/20 .

Weitere Informationen:

Das Thema der Netzadressen und der Broadcast-Adressen ist immer wieder Basis für Diskussionen. Per RFC 1519 ist nämlich nirgends definiert, dass diese Adressen nicht auch für Endgeräte genutzt werden könnten. Beispielsweise erhält man für eine zugewiesene IP Adresse vom ISP in der Regel tatsächlich die Netzmaske /32 ( 255.255.255.255 ), was nach den bisherigen Ausführungen ja gar nicht möglich wäre. Renomierte Unternehmen wie Microsoft oder Cisco hingegen, lehren in ihren Qualifikationsmaßnahmen druchweg die Anwendung von Netz- und Broadcast-Adresse, was der gängigen Praxis der ISP's wiederspricht. Was ist nun falsch und was ist richtig?

Die Antwort ist einfach: Beides. Zum einen ist ein RFC kein Standard, sondern eine Empfehlung. Des Weiteren ist in den betreffenden RFC's ebenso nicht explizit vorgegeben, dass die gängige Praxis der Netz- und Broadcast-Adresse nicht weiter angewandt werden dürfte. Weiterführender Weblink

Das Gros der Lehrmeinungen empfiehlt nunmal die Anwendung von Netzadressen und Broadcast-Adressen. Daher sollte man sich auch erstmal an dieses Verfahren halten. Sollte man irgendwann in einem Unternehmen tätig sein, dass Systeme bereitstellt um Teilnehmer auch Abseits von Netz- und Broadcast-Adressen zu adressieren (ISP), dann ist dieses Verfahren aber ebenso korrekt.