Definition Was ist eine IP-Adresse?

Geräte in einem auf dem Internetprotokoll basierenden Netzwerk erhalten eine IP-Adresse. Mithilfe dieser IP-Adresse sind die Geräte eindeutig identifizierbar. Router finden für Datenpakete anhand der IP-Adressen den Weg zum Ziel. Abhängig von der IP-Version kommen IPv4- und/oder IPv6-Adressen zum Einsatz.

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Eine IP-Adresse hat die Aufgabe, Hosts in einem IP-Netzwerk eindeutig zu kennzeichnen. Über die IP-Adresse sind die Geräte erreichbar. Router verwenden die Adressinformationen für die Wegfindung im Netzwerk. Abhängig davon, ob eine Adresse für ein einzelnes Endgerät oder eine Gruppe von Geräten vorgesehen ist, existieren Unicast-, Multicast- und Broadcast-Adressen.

Das Internet verwendet zur Adressierung der verschiedenen Geräte öffentliche IP-Adressen. Anwender nutzen meist den IP-Adressen zugeordnete Domainnamen zum Ansprechen der Systeme. In den IP-Paketen sind die Absender- und Zieladressen im IP-Header zu Beginn des Pakets zu finden. Abhängig von der verwendeten IP-Version können IPv4- und/oder IPv6-Adressen in den Netzwerken zum Einsatz kommen.

Die verschiedenen IP-Adresstypen

Grundsätzlich gibt es drei verschiedene IP-Adresstypen.

• Unicast-Adressen

• Multicast-Adressen

• Broadcast-Adressen

Unicast-Adressen sind für einen bestimmten Empfänger vorgesehen. Ein mit einer Unicast-Adresse versehenes Datenpaket wird genau diesem Empfänger zugestellt. Multicast-Adressen kennzeichnen eine Gruppe von Geräten. Alle Endstationen einer Multicast-Gruppe empfangen Datenpakete mit diesen Adressen. Datenpakete mit Broadcast-Adressen werden allen Geräten in einem Netz oder Subnetz zugestellt.

Der Zusammenhang zwischen IP-Adresse und physischer MAC-Adresse

Jedes Netzwerkinterface in einem Ethernet besitzt eine eindeutige physische Adresse. Es handelt sich dabei um die 48 Bit lange so genannte MAC-Adresse. Der physischen Adresse können eine oder mehrere logische IP-Adressen zugeteilt sein. Die Zustellung auf der Schicht 2 erfolgt per MAC-Adresse und auf der Netzwerkschicht (Schicht 3) per IP-Adresse. Über das Address Resolution Protocol (ARP) lassen sich die Zuordnungen zwischen IP-Adressen und MAC-Adressen auflösen.

Der Bezug zwischen IP-Adressen und Domainnamen

Da Menschen sich sprechende Namen leichter merken als Zahlen, verwendet das World Wide Web so genannte Domainnamen. Das eigentliche Routing im Internet findet anhand der IP-Adressen statt. Um die IP-Adresse eines von einem Anwender eingegebenen Domainnamens herauszufinden, kommt das weltweit verfügbare Domain Name System (DNS) zum Einsatz. Es handelt sich dabei um eine Art öffentliches Verzeichnis, das sämtliche Zuordnungen von Domainnamen und IP-Adressen des Internets bereithält.

Die Vergabe von IP-Adressen

Öffentliche IP-Adressen sind begrenzt und werden von offiziellen Organisationen wie der RIPE NCC (Réseaux IP Européens Network Coordination Centre) vergeben. Die Vergabe erfolgt in regionalen Hierarchien. Nur offiziell vergebene IP-Adressen sind im Internet nutzbar und werden zugestellt. In privaten Netzwerken können private Adressbereiche frei genutzt werden. An den Netzwerkgrenzen zwischen privatem IP-Netz und Internet erfolgt in der Regel eine Übersetzung von privaten auf öffentliche IP-Adressen (Network Address Translation).

Die Zuweisung von IP-Adressen an Endgeräte

Die Zuweisung der Adressen an die Endgeräte erfolgt dynamisch oder statisch. Statische Adressen sind fest auf den Systemen konfiguriert und ändern sich nicht. Dynamische Adressen werden per bspw. per DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) automatisch vergeben und ändern sich abhängig vom Vergabezeitraum.

Unterschiede zwischen IPv4- und IPv6-Adressen

IPv4-Adressen sind vier Byte (32 Bit) lang. Aufgrund des rasanten Wachstums des Internets herrscht eine Knappheit an IPv4-Adressen. IPv6 löst dieses Problem, indem es 16 Byte (128 Bit) lange Adressen bereitstellt. Die Darstellung von IPv4-Adressen erfolgt in vier durch Punkte getrennte Dezimal-Zahlenblöcke. Ein Beispiel für eine solche Adresse ist: 212.4.100.251

Die Schreibweise von IPv6-Adressen erfolgt hexadezimal. Jeweils zwei Oktette sind zusammengefasst. Die Trennung der Gruppen ist durch Doppelpunkte gekennzeichnet. Ein Beispiel für eine IPv6-Adresse ist: 2001:82b4:1db7:0000:0000:4c3a:0212:4171

Mehrere Blöcke mit Nullen können weggelassen werden. Das obige Beispiel kann daher auch folgendermaßen geschrieben werden: 2001:82b4:1db7::4c3a:0212:4171

Unterteilung der IP-Adressen in Netzwerk- und Geräteanteil

Die IP-Adresse besteht aus einem Netzwerkteil und einem Geräteteil. Bei IPv4 übernimmt die Netzmaske und bei IPv6 die Präfixlänge die Aufteilung zwischen den beiden Adressteilen. Alle Endgeräte eines Subnetzwerks besitzen den gleichen Netzanteil, nur die Geräteanteile unterscheiden sich. Das Routing zwischen den Netzwerken erfolgt anhand des Netzwerkteils der Adressen.

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