IP-Adresse

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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.

IP Version 4 IP Version 6
Header 20 bis 60 Byte 40 Byte
Empfänger- und Absenderadresse je 32 Bit (4 Byte) je 128 Bit (16 Byte)
Mögliche Anzahl Adressen 232 (über 4 Milliarden) 2128 (etwa 340 Sextillionen)
Gliederung 4 Oktette mit je 1 Byte 8 Oktette mit je 2 Byte
Schreibweise Dezimal, getrennt durch Punkte Hexadezimal, getrennt durch Doppelpunkte
Beispiele 74.125.43.105
Body bis 65'535 Byte
im Ethernet üblicherweise 1'500 Byte

Internet Protocol Version 4

Die IP-Adresse bei IPV4 besteht aus vier Oktetten mit je einem Byte, insgesamt also 32 Bit.

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, soweit nicht anders eingestellt, alle im gleichen Netzsegment befindlichen Geräte. Umgekehrt können einem Rechner mehrere IP-Adressen zugeordnet sein, wenn dieser gleichzeitig an mehreren Rechnernetzen teilnimmt. In vielen Rechnernetzen (z. B. DHCP) erhalten vorübergehende Netzteilnehmer 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 Byte (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 Byte (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 Rechnernetz "192.168.41.0/24" und hat dort die Rechner-ID "207".

Da die Netzwerkschnittstelle 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.

Internet Protocol Version 6

Die IP-Adresse bei IPV6 besteht aus acht Oktetten mit je zwei Byte, insgesamt also 128 Bit. Dabei kommt eine hexadezimale Schreibweise zum Einsatz. Die vollständige Adresse wird mit Doppelpunkten in Blöcke zu je 16 Bit getrennt. Ein Beispiel: 

2001:0dc4:55b1:08d3:1216:8b2e:0170:3344

Die Adresse setzt sich dabei aus drei unterschiedlichen Segmenten zusammen:

  • das Subnetz-Präfix besteht aus ersten 64 Bit der IP-Adresse (hier "2001:0dc4:55b1:08d3"). Es setzt sich zusammen aus:
    • Global Routing Prefix von üblicherweise 48 Bit (hier "2001:0dc4:55b1"). Dieser Präfix wird vom Internetdienstanbieter an die eigenen Kunden weitergegeben.
    • Subnetz-ID von üblicherweise 16 Bit (hier "08d3"). Mit ihrer Hilfe kann der Kunde eines Internetdienstanbieters bis zu 65'535 eigene Teilnetze aufbauen. Werden mehr Teilnetze benötigt, so kann die Subnetz-ID entsprechend vergrössert werden.
  • die Interface ID besteht aus den zweiten 64 Bit der IP-Adresse (hier "1216:8b2e:0170:3344"). Sie bestimmt, für welchen Rechner eines Subnetzes ein IP-Paket bestimmt ist.

Beginnt einer der 16 Bit-Blöcke mit einer oder mehreren Nullen, so ist es erlaubt, diese wegzulassen. Wenn mehrere aufeinanderfolgende Blöcke ausschliesslich aus Nullen bestehen, so dürfen diese einmalig durch zwei aufeinanderfolgende Doppelpunkte ersetzt werden. Dazu einige Beispiele.

Vollständige IPV6-Adresse Ebenfalls erlaubte IPV6-Schreibweise
2001:0d81:0000:06e3:0000:5b1a:1010:1234 2001:d81:0:06e3:0:5b1a:1010:1234
2001:0ab6:0000:0000:0000:0000:1234:35ce 2001:ab6:0:0:0:0:1234:35ce
2001:ab6::1234:35ce

Die Notation des Classless Inter Domain Routing / CIDR wird eingesetzt, um zwischen Interface ID und Subnetz-Präfix unterscheiden zu können. Dabei folgt die Anzahl der für das Subnetz-Präfix verwendeten Bit als dezimale Zahl und mit einem Schrägstrich getrennt der IPV6-Adresse. Die folgende Adresse bestimmt also das 64 Bit lange Subnetz-Präfix "2001:0ab6:64b1:03a1" mit der Interface ID :2116:7a1e:1a50:4357": 

2001:0ab6:64b1:03a1:2116:7a1e:1a50:4357/64

Bestimmte IPV6-Adressen gehören reservierten Bereichen an.

Adressart Bereich Beschreibung
Link-lokale Adresse fe80::/10 Einsatz bei der initialen Kommunikation mit Routern und üblicherweise nur im lokalen Netzsegment. Router leiten diese Adressen nicht weiter. Falls ein Rechner im lokalen Rechnernetz noch keine Adresse besitzt, so konfiguriert er sich mittels einer link-lokalen Adresse selbst. Mit Hilfe des Neighbor Discovery Protocol sucht er danach in seiner Nachbarschaft nach verfügbaren Routern, um von diesen Präfixe für die Netzsegmente zu erfragen. Befindet er sich in mehreren Netzsegmenten, so erhält er entsprechend mehrere Präfixe von verschiedenene Routern. Zusammen mit der Interface ID ergeben sich daraus mehrere IPV6-Adressen für diesen Rechner. Meist handelt es sich dabei um Unicast-Adressen, die auch ausserhalb des lokalen Netzsegments Gültigkeit haben.
Unicast-Adresse 2000::/3 Einsatz als globale, weltweit gültige IP-Adresse. Router leiten diese Adressen entsprechend ihren Tabellen an den jeweils nächsten Hop weiter. Diese Art der Adresse bezieht ein Client meist von einem Router (Stateless Address Configuration) oder seltener von einem DHCP-Server (Stateful Address Configuration).
Multicast-Adresse ff00::/8 Hinter einer solchen Adresse verbergen sich im Gegensatz zur Unicast-Adresse mehrere Empfänger, sodass sich damit eine Vielzahl von Empfängern ansprechen lässt. Beispielsweise sendet der Client bei seiner initialen Autokonfiguration eine Anfrage an die Multicast-Adresse "ff02::2". Alle Router des lokalen Rechnernetzes hören auf eine solche Adresse und antworten.
Localhost ::1/128 Entspricht "127.0.0.1" unter IPV4. Ein ping auf das Loopback-Gerät wird wie folgt abgesetzt: 
$ ping6 ::1
Nicht bestimmte Adresse ::/128 Entspricht "0.0.0.0" unter IPV4.

Da der Doppelpunkt in einer URL mit der Portangabe kollidiert, werden IPV6-Adressen in eckige Klammern gesetzt, also z. B. 

http://[2001:4860:0:2001::68]

Weblinks

Herausgeber Sprache Webseitentitel Anmerkungen
Wikipedia ger IP-Adressewbm Enzyklopädischer Artikel
Thomas Müller ger Remote Onlinestatus abfragenwbm Ermittlung des Online-Status bzw. der aktuellen IP-Adresse eines PCs mit dynamischer IP-Vergabe
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