IP-Adresse
Was ist eine IP-Adresse?
Eine IP-Adresse, Abkürzung für Internet-Protokoll-Adresse (auf Englisch, Internet Protocol address – IP address), ist eine eindeutige numerische Kennung, die Geräten innerhalb eines Computernetzwerks zugewiesen wird, das das Internet-Protokoll (IP) zur Kommunikation verwendet. Sie erfüllt zwei Hauptfunktionen:
- Netzwerkschnittstellenidentifikation: Dies beinhaltet die eindeutige Identifizierung einer Netzwerkschnittstelle eines Geräts, um die Kommunikation innerhalb eines Netzwerks zu erleichtern.
- Standortadressierung: Durch die IP-Adressierung können Datenpakete effektiv adressiert und über verschiedene Netzwerke geroutet werden.
Notation von IP-Adressen
IP-Adressen werden in für Menschen lesbaren Notationen ausgedrückt:
- IPv4: Verwendet 32 Bit, geschrieben im punktierten Dezimalformat (z.B. 192.168.1.1).
- IPv6: Verwendet 128 Bit, geschrieben im Doppelpunkt-hexadezimalen Format (z.B. 2001:db8::300.600e).
Vergleichende Tabelle der IP-Adressversionen:
| Merkmal | IPv4 (32 Bit) | IPv6 (128 Bit) |
|---|---|---|
| Adressformat | Punktdezimal (z.B., 192.168.1.1) | Doppelpunkt-hexadezimal (z.B., 2001:db8::300.600e) |
| Adressraum | Begrenzt | Deutlich größer |
| Skalierbarkeit | Geringer | Höher |
| Entwicklungsstatus | Ausgereift | Neuer |
| Private Netzwerke | Unterstützt (reservierte Adressbereiche) | Unterstützt (ULAs und Link-lokale Adressen) |
| Subnetzbildung | Unterstützt (CIDR und Subnetzmasken) | Unterstützt (CIDR) |
| Routingeffizienz | Geringer | Höher |
Verwaltung des IP-Adressraums
Die globale Verwaltung des IP-Adressraums unterliegt der Zuständigkeit der Internet Assigned Numbers Authority (IANA). Die IANA delegiert IP-Adressblöcke an fünf regionale Internetregistrierungsstellen (RIRs), die diese dann an lokale Internetregistrierungsstellen (LIRs) und Internetdienstanbieter (ISPs) weiterverteilen. Diese Einheiten weisen dann die IP-Adressen den Endnutzern zu.
Zuweisung von IP-Adressen
Netzwerkadministratoren weisen Geräten in einem Netzwerk IP-Adressen zu. Diese Zuweisung kann sein:
- Statisch: Eine dauerhafte IP-Adresse, die einem spezifischen Gerät zugewiesen wird.
- Dynamisch: Eine IP-Adresse, die automatisch von einem Dienst wie DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) für eine konfigurierbare Leasedauer einem Gerät zugewiesen wird.
Subnetze und Adressierungstechniken
| Subnetz- und Adresstechniken | Beschreibung |
|---|---|
| Subnetze in IP | IP-Netzwerke können in kleinere Netzwerke, sogenannte Subnetze, unterteilt werden. IP-Adressen bestehen aus einem Netzwerkpräfix und einem Host-Identifier. Sowohl IPv4 als auch IPv6 nutzen das Konzept des klassenlosen Inter-Domain-Routings (CIDR), obwohl der Begriff Subnetzmaske spezifisch für IPv4 ist |
| Dynamische IP-Adressen | Dynamische IP-Adressen werden von Netzwerkdiensten wie DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) zugewiesen. Diese Adressen ändern sich im Laufe der Zeit, was eine effiziente Nutzung des begrenzten Adressraums ermöglicht |
| Statische IP-Adressen | Statische IP-Adressen sind dauerhafte Adressen, die Geräten zugewiesen werden. Sie werden typischerweise für Netzwerkinfrastrukturkomponenten wie Router, Switches und Server verwendet |
| Private und lokale Adressen | Private Adressen sind für die Verwendung innerhalb privater Netzwerke reserviert und sind nicht im globalen Internet routbar. Lokale Adressen werden für lokale Kommunikation verwendet, speziell für Geräte auf demselben physischen Netzwerksegment |
IP-Adresskonflikte und -lösungen
Konflikte treten auf, wenn mehrere Geräte denselben IP-Adresse beanspruchen, was zu Netzwerkproblemen führt. Diese Konflikte können aus verschiedenen Quellen entstehen und erfordern eine sorgfältige Verwaltung zur Lösung.
IP-Adresstypen
| Typ | Beschreibung | Nutzung |
|---|---|---|
| Unicast-Adressierung | Weist einem einzelnen Gerät eine eindeutige IP-Adresse zu | Ermöglicht die Kommunikation mit einem spezifischen Gerät in einem Netzwerk |
| Multicast-Adressierung | Ermöglicht das gleichzeitige Senden von Datenpaketen an eine Gruppe von Geräten | Wird für effiziente Übertragungen an mehrere Empfänger verwendet (z.B. Videokonferenzen, Online-Spiele) |
| Anycast-Adressierung | Leitet Datenpakete an das nächstgelegene Gerät aus einer Gruppe von Geräten mit derselben IP-Adresse | Nützlich für Lastverteilung und Content Delivery Networks (CDNs), bei denen der nächstgelegene Server antwortet |
Öffentliche vs. private IP-Adressen
- Öffentliche IP-Adressen: Auf dem globalen Internet routbar, in der Regel von ISPs den Geräten der Benutzer zugewiesen.
- Private IP-Adressen: Reservierte Adressbereiche, die nicht auf dem öffentlichen Internet routbar sind, verwendet für interne Netzwerke innerhalb privater Organisationen.
Referenzen
- DOD Standard Internet Protocol. DARPA, Information Sciences Institute. January 1980.
- J. Postel, ed. (September 1981). Internet Protocol, DARPA Internet Program Protocol Specification. IETF.
- “DHCP and Automatic Private IP Addressing”. Microsoft Learn.
- IP address – Wikipedia
- What is an IP Address – Definition and Explanation
- 6 Basic Things to Know About IP Addresses
- What Is An IP Address? How Does It Work?