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Subnetting mit CIDR
Die Abkürzung CIDR steht für Classless Interdomain Routing.
Routing
Das Internet ist in Wirklichkeit ein Zusammenschluss von vielen kleinen Subnetzen (Subnets). An den Grenzen zwischen Subnetzen sind Computer, die - falls erforderlich - Datenpakete von einem Subnetz in das benachbarte weiterleiten. Diese Computer werden Router genannt.
Oft müssen Router entscheiden welchen Weg Pakete nehmen sollen. Mit Hilfe spezieller Routing-Protokolle können Router sich einen aktuellen Überblick über den "günstigsten" Weg machen, und treffen von Fall zu Fall unter Umständen unterschiedliche Entscheidungen. Dadurch können Pakete auch unterschiedliche Wege durch das Netz zurücklegen.
Weiterführende Informationen in Wikipedia:
IP-Protokoll
Zuständig für das Routing ist das Internet Protocol (IP). Jedes Subnetz bekommt eine eigene Netzwerkadresse (Subnet-Address), aufgrund derer der Router die Wegentscheidung treffen kann.
Solange ein Paket nicht am Zielrechner angelangt ist, wird es an das "beste" benachbarte Subnetz weitergegeben. Eine solche Weitergabe wird Hop genannt.
Damit Pakete nicht endlos im Netz herumschwirren, wird bei jedem Hop der Wert im 8-Bit großen TTL-Feld des IP-Header um 1 reduziert. Beim Wert 0 wird das Paket nicht mehr weitergeleitet, was einer Zerstörung des Pakets gleichkommt. Das Paket konnte dann sein Ziel nicht finden. Die Abkürzung TTL steht für Time to Live.
Siehe auch:
Weiterführende Informationen in Wikipedia:
Routing (Wegfindung)
Der Ethernet- bzw. WLAN-Layer übertragen ein Datenpaket zum nächstgelegenen Rechner, der über die MAC-Adresse gefunden wird. Falls es mehr als einen möglichen Weg gibt, entscheidet der IP-Layer an welche benachbarte IP-Adresse das Paket zu senden ist.
Bei IPv4 Netzen kann jeder Rechner über das Address Routing Protocol (ARP) die MAC-Adresse und IP-Adresse eines jeden Rechners in seiner unmittelbaren Umgebung ausfindig machen.
Netzwerkadressen und CIDR
Router entscheiden aufgrund der Ziel-Netzwerkadresse in welches benachbarte Subnet ein Datenpaket weitergeleitet wird. Diese Ziel-Netzwerkadresse ist in der Ziel-IP-Adresse enthalten.
Eine IP-Adresse besteht eigentlich aus zwei Teilen, einem Netzwerk- und Geräteteil. Zu Beginn des Internets wurde die Bildung dieser beiden Teile mit Hilfe von Netzklassen durchgeführt. Seit 1993 wird das Classless Inter-Domain Routing (CIDR) Verfahren verwendet.
Beim CIDR wird die binäre IP-Adresse mit Hilfe einer Netzmaske (bei IPv4) oder Präfixlänge (IPv4 und IPv6) in die beiden Teile Netzwerk- und Geräteteil unterteilt.
Beispiel: IPv4-Adresse der HTL in Arnfels
| Bezeichnung | Wert |
|---|---|
| IPv4 Adresse | 188.20.185.182 |
| IPv4 (hexadezimal) | BC 14 B9 B6 |
| Mit Netzmaske | 188.20.185.182/255.255.255.252 |
| Mit Präfixlänge | 188.20.185.182/30 |
| Netzmaske (binär) | 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 |
| IPv4 (binär) | 1011 1100 0001 0100 1011 1001 1011 0110 |
| Netzwerkteil (binär) | 1011 1100 0001 0100 1011 1001 1011 01__ |
| Geräteteil (binär) | ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ __10 |
Siehe auch: Youtube-Video CIDR
Weiterführende Informationen in Wikipedia:
Router im Internet
Router im Internet müssen dem Paket den richtigen Weg weisen. Sie müssen daher über die Struktur des Netzwerkes Bescheid wissen. Zu diesem Zweck verfügen sie über riesige Tabellen, in denen der Router nachsehen kann. In diesen Tabellen sind alle weiltweit gültigen Netzwerkadressen eingetragen. Treffen Datenpakete ein, so wird in der Tabelle das passende Netz für die Ziel-IP-Adresse (Destination-Address) des Datenpakets gesucht. Dann kann das Datenpaket in die richtige Richtung an den nächsten Router weitergeleitet werden.
Die folgenden beiden Links zeigen wie die Tabellengröße über die Jahre angewachsen ist:
Dieser Vorgang kostet Zeit und Energie. Zeitlich benötigen Datenpakete in der Regel 5ms bis 150ms um zum Ziel zu gelangen. Der Energiebedarf und das immer größer werdende Datenvolumen führt dazu, dass immer mehr elektrische Energie für den Betrieb des Internet erzeugt werden muss.
2017 waren für den Betrieb des Internet 25 Atomkraftwerke erforderlich (Quelle: SWR - Stromfresser Internet, 2017). Davon wird etwa ein Drittel tatsächlich mit Atomkraftwerken produziert.
Wer also durch sein eigenes Verhalten vermehrt auf Social Media, Clouds, Bitcoins und Video on Demand zurückgreift, produziert damit indirekt mehr Atomkraftwerke und fördert den problematischen Energiehunger unserer heutigen Gesellschaft.