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Was ist eine IP-Adresse?
Eine Internetprotokoll- oder IP-Adresse ist eine eindeutige Zahlenfolge, die zur Identifizierung jedes Geräts, das eine Verbindung zum Internet herstellt, verwendet wird. Alle Ihre Geräte haben unterschiedliche, eindeutige IP-Adressen.
Es ist eine Art von Briefversand. Auf Ihren Umschlag schreiben Sie die eindeutige Adresse, an die Ihr Brief gehen soll, und Sie schreiben auch die Absenderadresse, um zu zeigen, woher Ihr Brief kommt.
Ihre IP-Adresse ist wie Ihre Absenderadresse im Internet. Wenn Sie eine Website besuchen, sendet Ihr Gerät mit der IP-Adresse der Website eine Anfrage an den Server der Website. Die Anfrage kommt mit den Informationen zurück, die Sie unter Verwendung Ihrer IP-Adresse angefordert haben.
Unter IPv4 sehen IP-Adressen wie vier zwei- oder dreistellige Zahlen aus, die durch Punkte getrennt sind.
Die IP-Adresse Ihres Geräts wird nicht zufällig zugewiesen. Eine gemeinnützige Organisation namens Internet Assigned Numbers Authority erstellt IP-Adressen und gibt sie an die fünf regionalen Internet-Registrierungsstellen (RIRs) der Welt weiter. Diese geben dann IP-Adressen an Internet-Dienstleister in ihrer Region weiter.
Das bedeutet, dass Ihre IP-Adresse zur Identifizierung Ihres Standorts verwendet werden kann.
Da Ihr Computer und andere Geräte eine IP-Adresse benötigen, um online auf Informationen zuzugreifen, gibt es keine Möglichkeit, IP-Adressen ganz zu vermeiden. Die einzige Möglichkeit, Ihre wirkliche IP-Adresse zu verbergen, besteht darin, sie mit einer anderen zu maskieren.
IPv4 und IPv6
Es gibt zwei Standards für IP-Adressen: IP Version 4 (IPv4) und IP Version 6 (IPv6). Alle Computer mit IP-Adressen haben eine IPv4-Adresse, und viele beginnen auch das neue IPv6-Adressensystem zu verwenden. Hier ist, was diese beiden Adresstypen bedeuten:
- IPv4 verwendet 32 binäre Bits, um eine einzige eindeutige Adresse im Netzwerk zu erstellen. Eine IPv4-Adresse wird durch vier durch Punkte getrennte Zahlen ausgedrückt. Jede Zahl ist die dezimale Darstellung (Basis 10) für eine achtstellige binäre Zahl (Basis 2), die auch als Oktett bezeichnet wird. Zum Beispiel: 216.27.61.137
- IPv6 verwendet 128 binäre Bits, um eine einzige eindeutige Adresse im Netzwerk zu erstellen. Eine IPv6-Adresse wird durch acht Gruppen hexadezimaler Zahlen (Basis 16) ausgedrückt, die durch Doppelpunkte getrennt sind, wie 6209:cdba:0000:0000:0000:0000:0000:1638:4412. Gruppen von Zahlen, die alle Nullen enthalten, werden oft aus Platzgründen weggelassen, wobei ein Doppelpunkt als Trennzeichen für die Lücke bleibt (wie 6209:cdba::1638:4412).
In den Anfängen der IPv4-Adressierung war das Internet nicht die große kommerzielle Sensation, die es heute ist, und die meisten Netzwerke waren privat und von anderen Netzwerken auf der ganzen Welt abgeschottet. Als das Internet explodierte, verursachte die Tatsache, dass es nur 32 Bits zur Identifizierung einer eindeutigen Internetadresse hatte, die Panik, dass uns die IP-Adressen ausgegangen waren. Unter IPv4 gibt es 232 mögliche Kombinationen, die knapp 4,3 Milliarden eindeutige Adressen bieten. IPv6 hat das zu einer Panikmache mit 2128 möglichen Adressen geführt. Später werden wir uns genauer ansehen, wie wir die IPv4- oder IPv6-Adressen Ihres Computers verstehen können.
Wie erhält ein Gerät eine IP-Adresse?
Eine IP-Adresse kann entweder dynamisch oder statisch sein. Eine statische Adresse ist eine Adresse, die Sie selbst konfigurieren, indem Sie die Netzwerkeinstellungen Ihres Computers bearbeiten. Diese Art von Adresse ist selten, und sie kann zu Netzwerkproblemen führen, wenn Sie sie ohne ein gutes Verständnis von TCP/IP verwenden. Dynamische Adressen sind am häufigsten anzutreffen. Sie werden durch das Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), einen im Netzwerk laufenden Dienst, zugewiesen. DHCP wird normalerweise auf Netzwerk-Hardware wie Routern oder dedizierten DHCP-Servern ausgeführt.
Dynamische IP-Adressen werden über ein Leasing-System vergeben, was bedeutet, dass die IP-Adresse nur für eine begrenzte Zeit aktiv ist. Läuft das Lease aus, fordert der Computer automatisch ein neues Lease an. Manchmal bedeutet dies, dass der Computer auch eine neue IP-Adresse erhält, insbesondere wenn der Computer zwischen den Leasing-Verträgen vom Netzwerk getrennt wurde. Dieser Vorgang ist für den Benutzer normalerweise transparent, es sei denn, der Computer warnt vor einem IP-Adressenkonflikt im Netzwerk (zwei Computer mit derselben IP-Adresse). Ein Adresskonflikt ist selten, und die heutige Technologie behebt das Problem in der Regel automatisch.
Welche IP-Klassen gibt es?
Vorhin haben Sie gelesen, dass IPv4-Adressen vier achtstellige Binärzahlen darstellen. Das bedeutet, dass jede Zahl 0000000000 bis 11111111 binär oder 0 bis 255 dezimal (zur Basis 10) sein kann. Mit anderen Worten: 0.0.0.0.0 bis 255.255.255.255.255. Einige Nummern in diesem Bereich sind jedoch für bestimmte Zwecke in TCP/IP-Netzwerken reserviert. Diese Vorbehalte werden von der Behörde für TCP/IP-Adressierung, der Internet Assigned Numbers Authority (IANA), anerkannt. Zu den vier spezifischen Reservierungen gehören die folgenden:
- 0.0.0.0.0
Dies stellt das Standardnetzwerk dar, d.h. das abstrakte Konzept, einfach nur mit einem TCP/IP-Netzwerk verbunden zu sein. - 255.255.255.255.255
Diese Adresse ist für Netzwerk-Broadcasts oder Nachrichten reserviert, die an alle Computer im Netzwerk gehen sollen. - 127.0.0.0.1
Dies wird als Loopback-Adresse bezeichnet, d.h. die Art und Weise, wie sich Ihr Computer identifiziert, unabhängig davon, ob er eine zugewiesene IP-Adresse hat oder nicht. - 169.254.0.1 bis 169.254.255.254
Dies ist der APIPA-Adressbereich (Automatic Private IP Addressing), der automatisch zugewiesen wird, wenn ein Computer keine Adresse von einem DHCP-Server erhalten hat.
Die anderen IP-Adressreservierungen gelten für Subnetzklassen. Ein Subnetz ist ein kleineres Netzwerk von Computern, die über einen Router an ein größeres Netzwerk angeschlossen sind. Das Subnetz kann ein eigenes Adressensystem haben, so dass Computer im gleichen Subnetz schnell kommunizieren können, ohne Daten über das größere Netzwerk zu senden. Ein Router in einem TCP/IP-Netzwerk, einschließlich des Internets, ist so konfiguriert, dass er ein oder mehrere Subnetze erkennt und den Netzwerkverkehr entsprechend weiterleitet. Nachfolgend sind die für Subnetze reservierten IP-Adressen aufgeführt:
- 10.0.0.0.0 bis 10.255.255.255
Dies fällt in den Klasse-A-Adressbereich von 1.0.0.0 bis 127.0.0.0, in dem das erste Bit 0 ist. - 172.16.0.0.0 bis 172.31.255.255.255
Dies fällt in den Klasse-B-Adressbereich von 128.0.0.0 bis 191.255.0.0, in dem die ersten beiden Bits 10 sind. - 192.168.0.0.0 bis 192.168.255.255.255
Dies fällt in den Klasse-C-Bereich von 192.0.0.0.0 bis 223.255.255.0, in dem die ersten drei Bits 110 sind. - Multicast (früher Klasse D genannt)
Die ersten vier Bits in der Adresse sind 1110, wobei die Adressen von 224.0.0.0.0 bis 239.255.255.255.255 reichen. - 240.0.0.0.0 bis 254.255.255.255.254
Reserviert für zukünftige/experimentelle Nutzung (früher Klasse E genannt)
Die ersten drei (innerhalb der Klassen A, B und C) sind diejenigen, die am häufigsten bei der Erstellung von Subnetzen verwendet werden. Später werden wir sehen, wie ein Subnetz diese Adressen verwendet. Die IANA hat im Dokument RFC 5771 der Internet Engineering Task Force (IETF) spezifische Anwendungen für Multicast-Adressen beschrieben. Sie hat jedoch keinen Zweck oder Zukunftsplan für Adressen der Klasse E festgelegt, da sie den Block in ihrem Dokument RFC 1112 von 1989 reserviert hat. Vor IPv6 war das Internet voll von Debatten darüber, ob die IANA die Klasse E für die allgemeine Nutzung freigeben sollte.
Wie DHCP IP-Adressen vergibt
Wenn Sie einen Computer zu einem Netzwerk hinzufügen, verwendet dieser Computer einen vierstufigen Prozess, um eine IP-Adresse von DHCP zu erhalten:
- Entdecken: Der Computer sendet eine Broadcast-Nachricht über das Netzwerk, in der Hoffnung, einen DHCP-Dienstanbieter zu entdecken.
- Anbieten: Jeder DHCP-Anbieter hört die Nachricht, erkennt die eindeutige Hardware-Adresse des Computers und sendet eine Nachricht zurück, in der er diesem Computer seine Dienste anbietet.
- Anfrage: Der Computer wählt einen DHCP-Anbieter aus seinem Angebot aus und sendet dann eine Anfrage an diesen Anbieter, in der er um eine IP-Adresszuweisung bittet.
- Bestätigen: Der angestrebte DHCP-Provider bestätigt die Anfrage und gibt eine IP-Adresse an den Computer aus, die nicht mit anderen derzeit im Netzwerk aktiven IP-Adressen übereinstimmt.
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