Ein Subnetz oder Unternetz ist ein segmentierter Abschnitt eines größeren IP-Netzwerks. Der Zweck eines Subnetzes besteht darin, ein einzelnes Netzwerk in mehrere kleinere Netzwerke aufzuteilen, die leichter zu verwalten sind. Jedes Subnetz fungiert als eigenes, isoliertes Netzwerk, kommuniziert aber dennoch über Router mit dem Rest des Systems.
Die Nutzung von Subnetzen verbessert die Netzwerk-Performance und -Sicherheit und reduziert die Netzwerküberlastung.
Wie funktionieren Subnetze?
Subnetze können als kleinere Komponenten eines größeren Systems betrachtet werden – indem ein größeres Netzwerk in Teile (Subnetze) aufgeteilt wird, kann das gesamte System effizienter werden. Daten, die durch ein Netzwerk ohne Subnetze reisen, nehmen nicht unbedingt die effizienteste Route. Mit einem Subnetz können Daten auf eine sinnvolle Weise übertragen werden; ähnlich wie POPs in einem Content-Delivery-Netzwerk (CDN), helfen Subnetze, die Daten auf eine sinnvollere Weise zu übertragen.
Wie funktioniert die Subnetzbildung?
Damit Subnetzbildung ergibt, müssen Sie zuerst verstehen, wie IP-Adressen funktionieren. Jedem Gerät in einem Netzwerk ist eine Internetprotokolladresse (IP-Adresse) zugewiesen. Man kann sich eine IP-Adresse wie eine physische „Adresse“ vorstellen, die angibt, wo sich das Gerät befindet; diese „Adressen“ ermöglichen es Geräten, einander zu finden und miteinander zu kommunizieren.
Eine IP-Adresse (nehmen wir 192.168.1.10 beispielsweise) besteht aus zwei Teilen:
Netzwerk-ID: Identifiziert das gesamte Netzwerk; 192.168.1
Host-ID: Identifiziert das spezifische Gerät innerhalb dieses Netzwerk; 0,10
Nun zu den Subnetzen … Eine Subnetzmaske ist eine 32-Bit-Zahl, die in IP-Netzwerken verwendet wird, um den „Netzwerk“-Teil einer IP-Adresse vom „Host“-Teil zu trennen. Eine Subnetzmaske definiert, wo die Netzwerk-ID endet und die Host-ID beginnt. Dabei teilt eine Subnetzmaske Ihrem Computer oder Router Folgendes mit:
Welche IP-Adressen gehören zum selben lokalen Netzwerk
Welche IP-Adressen erfordern eine Weiterleitung durch ein Gateway (außerhalb des Netzwerks)
Welche Vorteile bietet die Subnetzbildung?
Die Subnetzbildung ist eine hervorragende Methode, um Daten effizienter über Netzwerke zu übertragen und zu organisieren.
Zu den Vorteilen der Verwendung von Subnetzen gehören:
Verbesserte Effizienz: Ein großes Netzwerk in kleinere zu unterteilen, minimiert Verkehrsstaus und optimiert die Bandbreitennutzung.
Verbesserte Sicherheit: Subnetze können sensible Bereiche eines Netzwerks isolieren und den Zugang nur auf diejenigen beschränken, die ihn benötigen.
Vereinfachte Fehlerbehebung: Kleinere Netzwerke sind einfacher zu überwachen und zu verwalten, wodurch Probleme schneller identifiziert und behoben werden können.
Bessere Nutzung von IP-Adressen: Besonders wichtig bei IPv4 ist Subnetzbildung, die den IP-Adressraum besser nutzt.
Wer verwendet Subnetzbildung?
Subnetting wird in einer Reihe von Anwendungen eingesetzt:
Unternehmensnetzwerke: Abteilungen können isolierte Subnetze haben – HR könnte zum Beispiel getrennt vom Marketing bleiben.
Rechenzentren: Es kann separate Subnetze für öffentlich zugängliche Server und interne Dienste geben.
Heimnetzwerke: Sie können Gastgeräte von Heimgeräten über verschiedene Subnetze isolieren.
Worin unterscheidet sich ein Subnetz von einem VLAN?
Subnetzbildung und VLANs (Virtual Local Area Networks) werden oft zusammen verwendet, dienen aber unterschiedlichen Zwecken:
Subnetzbildung basiert auf IP-Adressierung und beeinflusst das Routing.
VLANs werden auf Switch-Ebene implementiert und steuern Broadcast-Domänen.
Subnetzbildung arbeitet auf Schicht 3 (der Netzwerkschicht) des OSI-Modells und basiert ausschließlich auf IP-Adressierung. Es hilft zu kontrollieren, wie Geräte einander identifizieren, und wie der Traffic geleitet wird, um Staus zu vermeiden.
VLANs arbeiten auf Schicht 2 (dem Data Link Layer) des OSI-Modells und helfen dabei, Geräte basierend auf ihrer Funktion, Sicherheitsstufe oder Abteilung zusammenzufassen – nicht nach physischem Standort, wie bei Subnetzen.
Bei kombinierter Verwendung wird jedem VLAN üblicherweise ein eigenes Subnetz zugewiesen. Traffic zwischen VLANs muss ein Layer-3-Gerät (einen Router oder Switch) passieren, was bedeutet, dass der Geräte-Traffic sowohl eine Layer-2-Isolierung (VLAN) als auch ein Layer-3-Routing (Subnetzbildung) erhält.
Wie hängen CDNs mit Subnetzen zusammen?
CDNs führen zwar keine Subnetzbildung durch, aber die Subnetzbildung spielt eine entscheidende Rolle bei der Optimierung und Weiterleitung des Traffics durch CDNs. Hier werden die Schnittstellen zwischen Subnetzen und CDNs sowie die Vorteile ihrer gemeinsamen Nutzung erläutert:
Traffic-Steuerung und Geo-Routing
CDNs können Subnetzinformationen nutzen, um Nutzeranfragen ihrem nächstgelegenen Edge-Server zuzuordnen – sie erkennen die IP-Adresse eines Nutzers und das zugehörige Subnetz und nutzen dies, um den Traffic zu optimieren. Das wird Geo-IP-Mapping genannt. Darüber hinaus können Informationen aus Subnetzen einem CDN helfen, große Kundennetzwerke zu identifizieren und sicherzustellen, dass diese von dedizierten Edge-Clustern bedient werden, was zu einer besseren Performance führt.
Effizientere IP-Adresszuweisung
CDN sind für die Verwaltung einer enormen Anzahl von IP-Adressen auf Edge-Servern weltweit verantwortlich. Mit Subnetzen können CDNs Adressen strategisch organisieren und so die Effizienz steigern. Server können nach Region oder Rechenzentrum gruppiert werden, IP-Blöcke können zu nahegelegenen Knoten geleitet werden, und das interne Routing zwischen Edge-Standorten kann dramatisch verbessert werden, was zu einem einfacheren, effizienteren Traffic führt.
Loadbalancing
Subnetzbildung hilft CDNs, logische Gruppierungen von Servern zu erstellen, was es dem CDN ermöglicht, bei Bedarf zum Loadbalancing umzuleiten.
Verbesserte Sicherheit und Zugangskontrolle
Subnetzbildung hilft CDNs, Zugriffskontrollen anzuwenden. Mithilfe eines Subnetzes können CDNs bestimmte Inhalte auf bestimmte Kundennetzwerke beschränken oder bösartigen Traffic blockieren, indem sie IP-Adressbereiche oder spezifische Subnetze identifizieren. Im Wesentlichen erleichtert es CDNs die Anwendung von Sicherheitsentscheidungen auf große Mengen an Traffic.
Optimiertes Caching und Bereitstellung
Durch die Segmentierung des Traffics nach Subnetzen können CDNs dazu beitragen, Inhalte näher an bestimmten ISP-Netzwerken zwischenzuspeichern und zu vermeiden, dass Cache-Inhalte in verschiedenen Regionen dupliziert werden.
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