Der englische Begriff „Broadcast“ bedeutet „Rundfunk“ oder „Rundruf“. In der ersten Bedeutung ist damit die Übertragung von Ton- oder Videosendungen über das Funknetz gemeint; die zweite umschreibt eine Kommunikationsform, bei der eine Nachricht ohne bestimmten Empfänger in ein Rechnernetz ausgesendet wird. Was genau ist ein Broadcast in der Netzwerktechnik, wie funktioniert er und welche Rolle spielt dabei die Broadcast-Adresse?
Ein Broadcast in einem Computernetzwerk ist eine Nachricht, die an alle Teilnehmer eines Netzes übertragen wird und keiner Rückmeldung bedarf. Ein Computer in einem Netzwerk sendet ein Datenpaket gleichzeitig an alle anderen Teilnehmer des Netzwerks. Dabei muss der Absender keine Empfängeradressen angeben – dies unterscheidet das Broadcast-Verfahren vom sogenannten Unicast, bei dem nur ein einzelner, bekannter Empfänger adressiert wird. Der allgemeine Vorteil eines Broadcasts ist, dass Informationen breit gestreut werden können und nicht mehrfach übertragen werden müssen.
Um das Verfahren zu realisieren, ist eine spezielle Adresse nötig, die die jeweiligen Empfängeradressen ersetzt. Diese Broadcast-IP wird vor allem dann verwendet, wenn die Adressen der einzelnen Netzwerkteilnehmer unbekannt sind.
Ein Broadcast ist eine Mehrpunktverbindung in einem Computernetzwerk. Dabei wird ein Datenpaket von einem Punkt aus an alle Teilnehmer eines Nachrichtennetzes übertragen. Dies geschieht unter Verwendung der Broadcast-Adresse.
Ein Verbindungsaufbau per Broadcast wird durch den Sender initiiert. Dabei schickt dieser seine Adresse mit, über die die Empfänger ihn kontaktieren können. Ein Broadcast funktioniert also ähnlich einer Mailingliste, bei der die Empfänger nicht sichtbar sind – und auch der Sender die Adressen der Netzwerkteilnehmer nicht kennen muss. Erst wenn die Teilnehmer mit dem Sender in Kontakt treten, geben sie ihre eigenen Adressen preis.
Neben dem Broadcast- und dem Unicast-Verfahren gibt es noch weitere Netzwerk-Kommunikationsformen, etwa das Multicast-Verfahren, bei dem nur ausgewählte Teilnehmer(gruppen) adressiert werden, und das Geocast-Verfahren, bei dem diese Auswahl räumlich begrenzt wird.
Um Daten zur Kommunikation in einem Netzwerk über das Internetprotokoll, kurz „IP“, von einem System zu einem anderen zu übertragen, wird eine Adressierung verwendet. Die IP-Adresse ermöglicht dabei die eindeutige Weiterleitung und Zustellung der Datenpakete von der Quelle bis zum Ziel. Diese Adresse lässt sich, ähnlich wie eine Telefonnummer, in Vorwahl und Rufnummer unterteilen – nur heißt es bei IP-Adressen Netzwerk- und Hostteil. Diese Unterteilung geschieht mithilfe der Netzmaske, die wie eine Schablone über die IP-Adresse gelegt wird. Eine Netzmaske ist genauso lang wie eine IPv4-Adresse. Sie beschreibt, welche Bit-Positionen innerhalb der IP-Adresse als Netzwerk- bzw. Hostteil fungieren.
Durch die Broadcast-Adresse werden die Daten und Informationen an alle Geräte eines Netzwerks versendet. Die Netzwerkkomponenten sind für den Empfang und die Verarbeitung der Daten verantwortlich. Die Aufgabe der Broadcast-IP-Adresse ist es, alle Geräte eines Netzwerks miteinander zu verbinden.
IP-Adresse: Eine Internet-Protocol-Adresse (IP-Adresse) ist eine numerische Bezeichnung. Jedem Gerät, das an ein auf der Internet-Technik basierendes Computernetzwerk angeschlossen ist, wird eine IP-Adresse zugewiesen. Diese IP-Adresse verwendet das Internetprotokoll für die Kommunikation. Eine IP-Adresse erfüllt zwei Hauptaufgaben: Host- oder Netzwerkschnittstellenidentifizierung und Standortadressierung.
Das Internet Protocol Version 4 (IPv4) definiert eine IP-Adresse als 32-Bit-Nummer. Aufgrund des wachsenden Bedarfs und der Erschöpfung verfügbarer IPv4-Adressen wurde 1995 eine neue Version von IP (IPv6) mit 128 Bit für die IP-Adresse entwickelt. Im Dezember 1998 wurde diese standardisiert. Im Juli 2017 hat man eine endgültige Definition des Protokolls veröffentlicht. Der IPv6-Einsatz läuft seit Mitte der 2000er Jahre.
Ethernet: Für kabelgebundene Datennetze werden Software und Hardware mit der Ethernet-Technik miteinander verbunden. Durch diese Technik ist ein Datenaustausch zwischen lokal angeschlossenen Teilnehmern möglich. Das Ethernet-Netzwerk ist vor allem in Firmennetzen und Heimnetzen die meistverbreitete Technik des drahtgebundenen Netzes. Des Weiteren bildet das Ethernet oft die Grundlage für Intranets.
MAC-Adresse (Media Access Control): Die MAC-Adresse ist die Geräteadresse eines Netzwerkgeräts. Sie wird in der Regel als hexadezimale Zahl geschrieben, also etwa 08-00-20-ae-fd-7e oder 08:00:20:ae:fd:7e (oder auch: 080020aefd7e).
Ein Broadcast-Paket erreicht alle Teilnehmer eines lokalen Netzwerks. Diese müssen dafür nicht explizit als Empfänger angegeben werden. Die Teilnehmer eines Netzwerks können die Datenpakete öffnen und die Informationen dann interpretieren, Anweisungen ausführen oder verwerfen.
Man unterscheidet zwischen Limited Broadcast und Directed Broadcast:
Beim Limited Broadcast wird eine IP-Adresse als Ziel angegeben. Diese IP-Adresse lautet stets 255.255.255.255. Technisch gesehen, zielt dieser Broadcast auf alle IP-Adressen, die es gibt, tatsächlich versteht man sie aber als Adresse für den Broadcast in diesem Netzwerk. Dieses Ziel liegt immer im eigenen Netzwerk und kann deshalb in einen Ethernet-Broadcast umgesetzt werden. Ein Router leitet ein solches Paket nicht weiter.
Beim Directed Broadcast werden immer alle Empfänger innerhalb des Zielnetzwerks adressiert. Eine Kombination aus der Nummer des Zielnetzwerks und dem Setzen aller Hostbits auf 1 ergibt in diesem Fall die Broadcast-Adresse. Falls sich das Ziel nicht im eigenen (Sub-)Netz befindet, leitet ein Router das Datenpaket weiter.
Hostbits sind der Teil einer IP-Adresse, der einen bestimmten Host in einem Subnetz identifiziert. Die Subnetzmaske bestimmt, welcher Anteil der Adresse für Netzwerkbits und welcher für Hostbits verwendet wird. Zum Beispiel hat eine IPv4-Adresse von 192.168.0.64/26 einen 6-Bit-Hostteil, weil 26 von 32 Bits für den Netzwerkteil reserviert sind.
Jedes Netz bzw. Subnetz besitzt eine reservierte Broadcast-Adresse, über die alle Teilnehmer des Netzwerks einen entsprechenden Broadcast versenden können.
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Wenn alle Hostbits auf den Binärwert 1 gesetzt sind, handelt es sich um eine Broadcast-Adresse. Sollten alle Hostbits auf den Wert 0 gesetzt sein, so hat man es mit der Adresse für das entsprechende Subnetz zu tun.
Beispiel: IPv4-Adresse 192.128.64.7/24
192.128.64.7 ist die IP-Adresse und 24 die Subnetzmaske. Die /24 entspricht der Subnetzmaske 255.255.255.0. Die IP-Adresse besteht aus 4 Dezimalzahlen – sogenannten Oktetten –, die durch Punkte getrennt sind. Ein Oktett beinhaltet 8 Bit, weshalb IPv4 eine 32-Bit-Adresse ist. Jedes Oktett kann eine Zahl zwischen 0 und 255 darstellen. In diesem Fall besteht das ganze letzte Oktett aus Hostbits. Deshalb wäre in diesem Beispiel die Broadcast-Adresse 192.128.64.255 – alle Hostbits also auf 1.
Das lässt sich aus diesem Schaubild ablesen:
192.128.64.1 = erste Host-Adresse
192.128.64.254 = letzte Host-Adresse
192.128.64.255 = Broadcast-Adresse
Wo findet man nun die Broadcast-Adresse? Die IP-Adresse ist eine 4-stellige Zahlenfolge mit Werten von 0 bis 255. In jedem Netzwerk wird eine Broadcast-IP-Adresse nur einmal vergeben. Sie ist immer die letzte IP-Adresse des Subnetzes.
Die Netzwerk-Adresse und die Broadcast-Adresse werden nicht als Rechner-IP-Adressen benutzt. In einem Netz sind der erste Adressbereich für die Netzwerk- und der letzte für die Broadcast-Adresse reserviert. Im Bereich zwischen diesen beiden liegen die Host-Adressen des Netzwerks.
Um die Broadcast-Adresse Ihres Netzwerks zu ermitteln, geben Sie unter Windows cmd in Ihr Startmenü ein und drücken die Enter-Taste. Daraufhin öffnet sich die Windows-Konsole.
Geben Sie dort nun ipconfig /all ein, um alle Daten über Ihr LAN herauszufinden. Über diesen Befehl erhalten Sie – neben vielen anderen interessanten Informationen – auch Ihre eigene IP-Adresse im Intranet, also in ihrem Heimnetzwerk, sowie die Subnetzmaske des Netzwerks. Aus diesen Angaben können Sie die Broadcast-IP ableiten. Im öffentlichen Internet ist der Router mit einer anderen, vom Provider zugewiesenen IP-Adresse unterwegs, die man z. B. in der Router-Oberfläche auslesen kann oder durch Tools wie ifconfig.me erhält.
In unserem Beispiel mit der IP-Adresse 192.168.64.172 und der Subnetzmaske 255.255.252.0 erhalten wir durch Subnetting die Netzadresse: 192.168.64.0. Die Netzmaske (in CIDR-Notation /22) ermöglicht 1.022 Hosts: 210 (da wir in der Subnetzmaske zehn 0-Stellen haben, die entweder 0 oder 1 sein können), exklusive der Netzadresse selbst und eben der Broadcast-Adresse. Diese ist also an letzter möglicher Stelle: 192.168.67.255 – die letzten zehn Positionen der IP-Adresse stehen auf 1.
Ein Verbund mehrerer Computersysteme wird Netzwerk genannt. Ein solches ermöglicht den Datenaustausch zwischen verschiedenen Geräten und die Bereitstellung gemeinsam genutzter Ressourcen. Je nachdem welche Übertragungstechniken und Standards zum Einsatz kommen, lassen sich unterschiedliche Netzwerktypen realisieren. Diese unterscheiden sich in Bezug auf die Anzahl der verbundenen Systeme und die...
Wie kommen Sie eigentlich ins Internet? Wer zum Beispiel einen DSL-Vertrag hat, muss bei jedem Verbindungsaufbau zunächst den Knotenpunkt seines Internetproviders kontaktieren. Dieser überprüft die Zugangsberechtigung und stellt dann die Verbindung ins Internet her. Damit das klappt, verwendet man das Point-to-Point-Protocol over Ethernet (PPPoE). Doch wie genau funktioniert dies Protokoll?
