IPv4 und Subnetze
Die wichtigsten Befehle zum Merken
ip -4 address— IPv4-Adressen und Präfixe untersuchen.ip -4 route— Routen untersuchen oder die von Linux gewählte Route abfragen.
Befehle und Optionen
Diese Befehle kommen im kurzen Beispiel unten vor.
| Befehl | Bedeutung |
|---|---|
ip -4 -br address show |
Eine kurze Adressübersicht anzeigen. -4 wählt IPv4, -br bedeutet kurz. |
ip -4 route show |
Die IPv4-Hauptroutingtabelle anzeigen. |
ip -4 route get 192.0.2.1 |
Linux nach der Route für dieses Ziel fragen. Dabei wird kein Paket gesendet. |
192.0.2.1 gehört zu einem Dokumentationsbereich. Hier ist die Adresse nur die Eingabe einer lokalen Routenabfrage, kein erwartbar erreichbarer Server.
Die entscheidenden Konzepte
1. Eine IPv4-Adresse identifiziert einen IP-Endpunkt
Eine IPv4-Adresse enthält 32 Bits. Sie wird meist als vier Dezimalzahlen von 0 bis 255 geschrieben, etwa 192.0.2.10. Jede Zahl steht für acht Bits.
Eine Schnittstelle kann eine IPv4-Adresse und ein Netzwerkpräfix besitzen. Eine Maschine kann mehrere Schnittstellen und Adressen haben. Eine Adresse ist deshalb keine dauerhafte Identität der ganzen Maschine.
2. Das Präfix bestimmt die Adressgrenze eines Subnetzes
Bei 192.0.2.10/24 beschreiben die ersten 24 Bits das Netzwerkpräfix. Die übrigen acht Bits unterscheiden Adressen innerhalb des Subnetzes. Diese Schreibweise heißt CIDR.
Das Subnetz ist 192.0.2.0/24. Adressen wie 192.0.2.10 und 192.0.2.20 gehören dazu, 192.0.3.20 nicht. Die entsprechende Subnetzmaske lautet 255.255.255.0.
Ein längeres Präfix bedeutet einen kleineren Adressbereich. Ein /24 enthält 256 Adressen, ein /30 vier. Bei gewöhnlichen IPv4-Subnetzen dieser Größen werden Netzwerk- und Broadcast-Adresse keinem Host zugewiesen. Damit bleiben 254 beziehungsweise zwei Hostadressen. Sonderfälle wie /31 und /32 folgen anderen Regeln.
Diese Adressen veranschaulichen Grenzen; sie sind keine Messwerte deiner Maschine.
3. Lokale und geroutete Zustellung verwenden unterschiedliche nächste Hops
In einem typischen Ethernet-Subnetz erzeugt das Zuweisen einer Adresse mit Präfix auch eine direkt verbundene Route. Ein davon erfasstes Ziel ist direkt auf dem Link erreichbar. ARP löst dessen MAC-Adresse auf.
Wird ein Ziel über ein Gateway erreicht, sendet der Host den Frame stattdessen an die MAC dieses Routers. Das IP-Paket enthält weiterhin die endgültige Zieladresse. Das Gateway ist der nächste Schritt, kein Ersatzziel.
Ein Präfix hilft, das verbundene Netzwerk zu bestimmen. Den tatsächlichen Weg entscheidet aber die Routingtabelle. Spezifischere Routen können die Entscheidung verändern.
4. Routen sagen Linux, wohin Pakete gehen
Eine Route verbindet ein Zielpräfix mit einer Schnittstelle und gegebenenfalls einem Gateway als nächstem Hop. Bei einer gewöhnlichen Tabellenabfrage gewinnt unter passenden Präfixen das spezifischste, also längste.
Eine Standardroute gilt für Ziele ohne spezifischeren Treffer. Sie ist ein Rückfallweg, keine Garantie für Internetzugang. Ohne passende Route kann Linux ein unerreichbares Netzwerk melden, bevor ein Paket gesendet wird.
Auch eine plausibel aussehende Route beweist nicht, dass Gateway, Rückweg oder Anwendung funktionieren. Routenwahl und erfolgreiche Kommunikation sind unterschiedliche Beobachtungen.
Ein kleines Beispiel
Optional: Führe diese Befehle in einem Linux-Terminal mit installiertem iproute2 aus. Administratorrechte sind nicht erforderlich:
ip -4 -br address show
ip -4 route show
ip -4 route get 192.0.2.1Suche zunächst eine Schnittstellenadresse mit /PRÄFIX. Suche dann in der Routingtabelle nach dem entsprechenden verbundenen Netzwerk und einem möglichen default-Eintrag. Eine verbundene Route zeigt häufig proto kernel (vom Kernel erstellt) und scope link (direkte Zustellung auf dem Link).
dev nennt die ausgehende Schnittstelle, via ein Gateway und src die gewählte Quelladresse. Die letzte Abfrage wendet die Routingregeln auf ein Ziel an. Schnittstelle oder Gateway können von deiner Erwartung abweichen.
Schnittstellennamen, Präfixe und Routen variieren. Keine IPv4-Adresse oder „Network is unreachable“ können bei fehlender passender IPv4-Konfiguration gültige Ergebnisse sein. Das Beispiel verändert nichts und prüft keine Zielerreichbarkeit. Aufräumen ist nicht erforderlich.
Merke dir: Die Adresse identifiziert einen Endpunkt, das Präfix bestimmt einen Netzwerkbereich und die Route wählt den nächsten Hop.