IP-Adresse

Die IP-Adresse dient einem Rechner in einem Rechnernetz auf Grundlage des Internet Protocol / IP (also z. B. im Internet) als Erkennungsmerkmal, um als Absender Daten an einen anderen Rechner und als Empfänger Daten von einem anderen Rechner empfangen zu können. Ähnlich der Postanschrift auf einem Briefumschlag werden Datenpakete mit einer IP-Adresse versehen, die den Empfänger eindeutig identifiziert. Aufgrund dieser Adresse können die Router (gewissermassen die "Poststellen") entscheiden, in welche Richtung das Paket weiter transportiert werden soll. Im Gegensatz zur Post sind IP-Adressen aber nicht an einen bestimmten Ort gebunden.

Eine IP-Adresse kann einen einzelnen, aber in manchen Fällen auch eine Gruppe von Empfängern bezeichnen (Multicast, Broadcast). Die erste IP-Adresse eines Rechnernetzbereichs (x.x.x.0) ist die Rechnernetzadresse (auch: Netzwerkadresse), die letzte (x.x.x.255) die Broadcast-Adresse - auf letztere antworten, aoweit nicht anders eingestellt, alle im gleichen Netzsegment befindlichen Geräte. Umgekehrt können einem Rechner mehrere IP-Adressen zugeordnet sein, wenn dieser gleichzeitig an mehreren Netzwerken teilnimmt. In vielen Netzwerken (z. B. DHCP) erhalten vorübergehende Netzwerkteilnehmer ihre IP-Adressen nur ausgeliehen.

Die übliche Notation (das sogenannte Dotted Decimal Format) der gegenwärtig verwendeten IPv4-Adressen teilt die 32 Bit der IP-Adresse in vier Bytes (mit je acht Bit, die Dezimalzahlen zwischen 0 und 255 ergeben), die jeweils durch einen Punkt voneinander getrennt sind (z. B. "127.0.0.1"). Technisch gesehen ist die Adresse in IPv4 eine 32-stellige, in IPv6 eine 128-stellige Binärzahl.

Der erste Teil der IP-Adresse bezeichnet die Nummer des Rechnernetzes, in dem sich der Rechner befindet, der zweite Teil kennzeichnet den gesuchten Rechner im Zielnetz. Welcher Teil der 32 Bit grossen IP-Adresse als Netzwerk- und welcher als Rechneradresse gilt, wird durch die Netzmaske bestimmt. Ein gesetztes Bit (1) bedeutet, dass diese Stelle für das Rechnernetz zuständig ist, eine Null verdeutlicht den Rechneranteil. Sind in einem Byte alle acht Bit auf eins gesetzt, so ergibt sich der Dezimalwert 255.

Beispiel: Die Maske "255.255.255.0" bedeutet, dass die ersten drei Bytes (also 24 Bit) als Rechnernetzadresse zu verstehen sind, während das letzte Byte die Rechner-ID darstellt. Der Rechner mit der IP-Adresse "192.168.41.207" befindet sich also im Netzwerk "192.168.41.0/24" und hat dort die Rechner-ID "207".

Da die Netzwerkkarte aber nur MAC-Adressen versteht, wird mit Hilfe von ARP aus der bereits bekannten IP-Adresse die (gesuchte) MAC-Adresse des Zielrechners ermittelt. Kennt der Absender die MAC-Adresse seines Empfängers noch nicht, so sendet er zunächst eine ARP-Anfrage an alle Rechner im lokalen Netz, wo denn der Gesuchte sei. Hört dieser die Frage, so antwortet er mit seiner eigenen Adresse. Für die nächste Zeit (meist 10 Minuten) merken sich alle Beteiligten, welche MAC- und IP-Adressen zusammengehören.

• Sind Quell- und Zielnetz identisch, so liegt der Zielrechner im lokalen Netz des Absenders: Dieser ermittelt per ARP die MAC-Adresse und schickt die Daten direkt zum Empfänger.
• Befindet sich der Zielrechner in einem fremden Netz, so wendet sich der Absender an seinen Default-Router (auch: Default-Gateway) und überlässt es ihm, den weiteren Weg zu ermitteln.

Öffentliche Netze verwenden nie private IP-Adressen und leiten auch keine Pakete von solchen Adressen weiter. Der Standard RFC 1918 klassifiziert die folgende Nummernbereiche als lokal oder privat:

• 10.0.0.0/8, also 10.0.0.0 bis 10.255.255.255
• 169.254.0.0/16, also 169.254.0.0 bis 169.254.255.255
• 172.16.0.0/12, also 172.16.0.0 bis 172.31.255.255
• 192.168.0.0/16, also 192.168.0.0 bis 192.168.255.255

IP-Adressen in diesen Bereichen werden von der IANA nicht für die öffentlich erreichbaren Rechnernetze vergeben. Der Bereich 169.254.0.0/16 ist zum konfigurationsfreien Vernetzen von Geräten in lokalen Rechnernetzen bestimmt. Das sogenannte Automatic Private IP Adressing (auch: Zeroconf) verwendet diese IP-Adressen, um für einen Rechner automatisch eine IP-Adresse zu wählen. Der Bereich 127.0.0.0/8 ist für den lokalen Rechner reserviert, der üblicherweise die IP-Adresse 127.0.0.1 besitzt.

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