Internet Protocol: Unterschied zwischen den Versionen

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'''topic''' kurze Beschreibung
'''Internet Protocol''' (IP) - [[Netzwerkprotokoll]] auf OSI-Layer 3
 
== Beschreibung ==
== Beschreibung ==
== Installation ==
'''Internet Protocol''' ('''IP''') ist ein in [[Rechnernetz|Computernetzen]] weitverbreitetes [[Netzwerkprotokoll]] und stellt durch seine Funktion die Grundlage des [[Internet]]s dar
== Anwendungen ==
=== Fehlerbehebung ===
== Syntax ==
=== Optionen ===
=== Parameter ===
=== Umgebungsvariablen ===
=== Exit-Status ===
== Konfiguration ==
=== Dateien ===
== Sicherheit ==
== Dokumentation ==
=== RFC ===
=== Man-Pages ===
=== Info-Pages ===
== Siehe auch ==
== Links ==
=== Projekt-Homepage ===
=== Weblinks ===
=== Einzelnachweise ===
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== Testfragen ==
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[[Kategorie:Entwurf]]
 
 
= Wikipedia =
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| colspan="2"  align=center| '''IP (Internet Protocol) '''
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| style="padding:0.049cm;" | Datenpaketversendungsowohl lokal als auchweltweit über verschiedeneNetzwerke
IP im [https://de.wikipedia.org/wiki/TCP/IP-Protokollstapel TCP/IP-Protokollstapel]:
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| style="background-color:#eeeeee;padding:0.049cm;" | [https://de.wikipedia.org/wiki/Token_Ring TokenRing]
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! colspan="2" style="background: #C0C0FF; font-size: larger;"| IP (Internet Protocol)
| style="background-color:#ffeebb;" | Anwendung || style="background-color:#ddddff;" | [[HTTP]] || style="background-color:#ddddff;" | [[IMAP]] || style="background-color:#ddddff;" | [[SMTP]] || style="background-color:#ddddff;" | [[DNS]] || style="background-color:#ddddff;" | …
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| colspan="2"  style="background-color:#eeeeff;" | [[UDP]]
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! Einsatzgebiet:
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| RFC 8200 (IPv6, 2017)<br />RFC 791 (IPv4, 1981)
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Das '''Internet Protocol''' ('''IP''') ist ein in [[Rechnernetz|Computernetzen]] weit verbreitetes [[Netzwerkprotokoll]] und stellt durch seine Funktion die Grundlage des [[Internet]]s dar.  
Das '''Internet Protocol''' ('''IP''') ist ein in [[Rechnernetz|Computernetzen]] weit verbreitetes [[Netzwerkprotokoll]] und stellt durch seine Funktion die Grundlage des [[Internet]]s dar.  
* Das IP ist die [[Implementierung]] der Internetschicht des [[Internetprotokollfamilie#TCP/IP-Referenzmodell|TCP/IP-Modells]] bzw. der Vermittlungsschicht (engl. ''Network Layer'') des [[OSI-Modell]]s.<ref>{{Literatur |Titel=Optische Netze - Systeme Planung Aufbau |Auflage=1 |Verlag=dibkom GmbH |Ort=Straßfurt |Datum=2010 |ISBN=978-3-9811630-6-3 |Seiten=35}}</ref> IP ist ein verbindungsloses Protokoll, das heißt bei den Kommunikationspartnern wird kein Zustand etabliert.
* Das IP ist die [[Implementierung]] der Internetschicht des [[Internetprotokolle#TCP/IP-Referenzmodell|TCP/IP-Modells]] bzw.&nbsp;der Vermittlungsschicht (engl. ''Network Layer'') des [[OSI-Modell]]s.  
* IP ist ein verbindungsloses Protokoll, das heißt bei den Kommunikationspartnern wird kein Zustand etabliert.


== Eigenschaften und Funktionen ==
== Eigenschaften und Funktionen ==
Das IP bildet die erste vom [[Übertragungstechnik|Übertragungsmedium]] unabhängige Schicht der [[Internetprotokollfamilie]].
Das Internet Protocol bildet die erste vom [[Übertragungstechnik|Übertragungsmedium]] unabhängige Schicht der [[Internetprotokolle]]
* Das bedeutet, dass mittels [[IP-Adresse]] und Sub[[netzmaske]] ''(subnet mask)'' für [[IPv4]], bzw. [[Präfixlänge]] bei [[IPv6]], Computer innerhalb eines Netzwerkes in logische Einheiten, sogenannte [[Subnetz]]e, gruppiert werden können.  
* Das bedeutet, dass mittels [[IP-Adresse]] und Sub[[netzmaske]] ''(subnet mask)'' für [[IPv4]], bzw.&nbsp;[[Präfixlänge]] bei [[IPv6]], Computer innerhalb eines Netzwerkes in logische Einheiten, sogenannte [[Subnetz]]e, gruppiert werden können.  
* Auf dieser Basis ist es möglich, Computer in größeren Netzwerken zu adressieren und ihnen [[IP-Paket]]e zu senden, da logische Adressierung die Grundlage für [[Routing]] (Wegewahl und Weiterleitung von Netzwerkpaketen) ist.
* Auf dieser Basis ist es möglich, Computer in größeren Netzwerken zu adressieren und ihnen [[IP-Paket]]e zu senden, da logische Adressierung die Grundlage für [[Routing]] (Wegewahl und Weiterleitung von Netzwerkpaketen) ist.


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* Zu den LIRs gehören beispielsweise [[Internetdienstanbieter|Internetprovider]], die aus ihrem Adressbereich kleinere Subnetze oder einzelne Adressen an Kunden vergeben.
* Zu den LIRs gehören beispielsweise [[Internetdienstanbieter|Internetprovider]], die aus ihrem Adressbereich kleinere Subnetze oder einzelne Adressen an Kunden vergeben.


{{Hauptartikel|IPv4#Adressknappheit}}
[[IPv4#Adressknappheit]]
Bei IPv4 ist der zu vergebende Adressraum weitgehend aufgebraucht.  
Bei IPv4 ist der zu vergebende Adressraum weitgehend aufgebraucht.  
* Die IANA hat im Februar 2011 die letzten Adressblöcke an die RIRs vergeben.
* Die IANA hat im Februar 2011 die letzten Adressblöcke an die RIRs vergeben.


== Versionsgeschichte ==
== Versionsgeschichte ==
Im Mai 1974 veröffentlichten [[Vint Cerf]] und [[Bob Kahn]] in einer Forschungsarbeit ein Netzwerkprotokoll zur übergreifenden Kommunikation zwischen unterschiedlichen paketvermittelten Netzen.  
; Im Mai 1974 veröffentlichten [[Vint Cerf]] und [[Bob Kahn]] in einer Forschungsarbeit ein Netzwerkprotokoll zur übergreifenden Kommunikation zwischen unterschiedlichen paketvermittelten Netzen.  
* In dem Modell führen Endgeräte ({{enS|hosts}}) ein „Übertragungskontrollprogramm“ ({{enS|transmission control program}} – TCP) aus, das die Übermittlung eines kontinuierlichen [[Datenstrom]]s zwischen [[Prozess (Informatik)|Prozessen]] sicherstellt. [[Gateway (Informatik)|Gateways]] übernehmen die Umformung von Paketen an Netzwerkgrenzen.<ref>{{Literatur |Autor=Vint Cerf, Bob Kahn |Titel=A Protocol for Packet Network Intercommunication |Sammelwerk=IEEE Transactions on Communications |Band=22 |Nummer=5 |Verlag=IEEE |Datum=1974-05 |Sprache=en |ISSN=0090-6778 |DOI=10.1109/TCOM.1974.1092259 |Online=[https://ieeexplore.ieee.org/document/1092259 ieee.org]}}</ref>
* In dem Modell führen Endgeräte ({{enS|hosts}}) ein „Übertragungskontrollprogramm“ ({{enS|transmission control program}} – TCP) aus, das die Übermittlung eines kontinuierlichen [[Datenstrom]]s zwischen [[Prozess (Informatik)|Prozessen]] sicherstellt. [[Gateway (Informatik)|Gateways]] übernehmen die Umformung von Paketen an Netzwerkgrenzen.


Die erste vollständige Protokollspezifikation erschien mit RFC 675 im Dezember 1974.<ref name="rfc675">{{RFC-Internet |RFC=675 |Autor=Vinton Cerf, Yogen Dalal, Carl Sunshine |Titel=Specification of Internet Transmission Control Program |Datum=1974-12 }}</ref> Das monolithische Übertragungskontrollprogramm wurde später in eine Modularchitektur geteilt, die aus dem Internetprotokoll ({{enS|internet protocol}}) zur Host-zu-Host-Kommunikation und dem [[Transmission Control Protocol|Übertragungskontrollprotokoll]] ({{enS|transmission control protocol}} – TCP) zur Prozess-zu-Prozess-Kommunikation bestand.  
; Die erste vollständige Protokollspezifikation erschien mit RFC 675 im Dezember 1974. Das monolithische Übertragungskontrollprogramm wurde später in eine Modularchitektur geteilt, die aus dem Internetprotokoll ({{enS|internet protocol}}) zur Host-zu-Host-Kommunikation und dem [[Transmission Control Protocol|Übertragungskontrollprotokoll]] ({{enS|transmission control protocol}} – TCP) zur Prozess-zu-Prozess-Kommunikation bestand.
* Das Modell wurde bekannt als TCP/IP-Referenzmodell.
* Das Modell wurde bekannt als TCP/IP-Referenzmodell.


Beide Protokolle wurden mehrfach überarbeitet, ehe sie zum praktischen Einsatz kamen.  
; Beide Protokolle wurden mehrfach überarbeitet, ehe sie zum praktischen Einsatz kamen.  
* Neben der finalen Bezeichnung als „''Internet Protocol''“ wurde in Entwürfen auch „''Internetwork Protocol''“,<ref>{{Internetquelle |autor=Jonathan B.
* Neben der finalen Bezeichnung als „''Internet Protocol''“ wurde in Entwürfen auch „''Internetwork Protocol''“,verwendet.  
* Postel |url=http://www.rfc-editor.org/ien/ien28.pdf |titel=Draft Internetwork Protocol Specification – Version 2 |datum=1978-02 |titelerg=IEN 28 |abruf=2020-02-09}}</ref><ref>{{Internetquelle |autor=Jonathan B. Postel |url=http://www.rfc-editor.org/ien/ien41.pdf |titel=Internetwork Protocol Specification – Version 4 |datum=1978-06 |titelerg=IEN 41 |abruf=2020-02-09}}</ref> „''Internet Datagram Protocol''“<ref>{{Internetquelle |hrsg=Jon Postel |url=http://www.rfc-editor.org/ien/ien80.pdf |titel=Internet Datagram Protocol – Version 4 |datum=1979-02 |titelerg=IEN 80 |abruf=2020-02-09}}</ref> oder „''DoD Standard Internet Protocol''“<ref>{{Internetquelle |hrsg=Jon Postel |url=http://www.rfc-editor.org/ien/ien123.txt |titel=DoD Standard Internet Protocol |datum=1979-12 |titelerg=IEN 123 |abruf=2020-02-09}}</ref><ref name="rfc760">{{RFC-Internet |RFC=760 |Autor=Jon Postel (Hrsg.) |Titel=DoD Standard Internet Protocol |Datum=1980-01 }}</ref> verwendet.  
* Bei größeren Änderungen des [[IP-Header]]s wurde eine im Header enthaltene Versionsnummer hochgezählt.  
* Bei größeren Änderungen des [[IP-Header]]s wurde eine im Header enthaltene Versionsnummer hochgezählt.  
* Bei der Einführung von TCP/IP im [[ARPANET]] am 1. Januar 1983<ref>{{RFC-Internet |RFC=801 |Autor=J. Postel |Titel=NCP/TCP Transition Plan |Datum=1981-11 }}</ref> trugen IP-Pakete daher die Versionsnummer 4.  
* Bei der Einführung von TCP/IP im [[ARPANET]] am 1. Januar 1983 trugen IP-Pakete daher die Versionsnummer 4.  
* Vorherige Versionen waren nicht verbreitet.
* Vorherige Versionen waren nicht verbreitet.


Im ersten Protokollentwurf war ein Adressierungsschema variabler Länge vorgesehen, bestehend aus einer mindestens 4 Bit langen Netzadresse, einer 16 Bit langen Hostadresse und einer 24 Bit langen Portnummer.<ref name="rfc675" /> Später wurden IP-Adressen auf 32 Bit festgelegt, bestehend aus 8 Bit Netzadresse und 24 Bit Hostadresse.<ref name="rfc760" /> Die Portnummer wurde zu TCP verschoben und auf 16 Bit gekürzt.  
; Im ersten Protokollentwurf war ein Adressierungsschema variabler Länge vorgesehen, bestehend aus einer mindestens 4 Bit langen Netzadresse, einer 16 Bit langen Hostadresse und einer 24 Bit langen Portnummer. Später wurden IP-Adressen auf 32 Bit festgelegt, bestehend aus 8 Bit Netzadresse und 24 Bit Hostadresse. Die Portnummer wurde zu TCP verschoben und auf 16 Bit gekürzt.  
* Mit RFC 791 wurden [[Netzklasse]]n eingeführt, um mehr Flexibilität bei der Aufteilung einer IP-Adresse in Netz- und Hostteil zu haben.<ref name="rfc791">{{RFC-Internet |RFC=791 |Autor=Jon Postel (Hrsg.) |Titel=Internet Protocol |Datum=1981-09 }}</ref> [[Subnetz|Subnetting]] war zu dem Zeitpunkt noch nicht vorgesehen. [[Jon Postel]] kümmerte sich um die Vergabe von Netzadressen – eine Rolle, die später als [[Internet Assigned Numbers Authority]] bezeichnet wurde.
* Mit RFC 791 wurden [[Netzklasse]]n eingeführt, um mehr Flexibilität bei der Aufteilung einer IP-Adresse in Netz- und Hostteil zu haben. [[Subnetz|Subnetting]] war zu dem Zeitpunkt noch nicht vorgesehen. [[Jon Postel]] kümmerte sich um die Vergabe von Netzadressen – eine Rolle, die später als [[Internet Assigned Numbers Authority]] bezeichnet wurde.


Mit der sich abzeichnenden Knappheit von IP-Adressen begann Anfang der 1990er Jahre die Entwicklung eines Nachfolgeprotokolls.  
; Mit der sich abzeichnenden Knappheit von IP-Adressen begann Anfang der 1990er Jahre die Entwicklung eines Nachfolgeprotokolls.  
* Zur Unterscheidung wurde das etablierte Internetprotokoll entsprechend der Versionsnummer im IP-Header als [[IPv4]] und das neue Internetprotokoll als [[IPv6]] bezeichnet.  
* Zur Unterscheidung wurde das etablierte Internetprotokoll entsprechend der Versionsnummer im IP-Header als [[IPv4]] und das neue Internetprotokoll als [[IPv6]] bezeichnet.  
* Die wichtigste Neuerung ist der erheblich größere Adressraum: gegenüber den 32-Bit-Adressen bei IPv4 (ergibt ca. 4 Milliarden, oder 4,3·10<sup>9</sup> Adressen) verwendet IPv6 128-Bit-Adressen (ergibt ca. 340 Sextillionen, oder 3,4·10<sup>38</sup> Adressen).
* Die wichtigste Neuerung ist der erheblich größere Adressraum: gegenüber den 32-Bit-Adressen bei IPv4 (ergibt ca. 4 Milliarden, oder 4,3·10<sup>9</sup> Adressen) verwendet IPv6 128-Bit-Adressen (ergibt ca. 340 Sextillionen, oder 3,4·10<sup>38</sup> Adressen).


{{Anker|IPv5}}Die Versionsnummer 5 war durch das experimentelle ''Internet Stream Protocol'' belegt,<ref>{{RFC-Internet |RFC=1190 |autor=C. Topolcic (Hrsg.) |titel=Experimental Internet Stream Protocol, Version 2 (ST-II) |datum=1990-10}}</ref> das nicht als Nachfolger, sondern als Ergänzung parallel zum Internetprotokoll gedacht war.  
; IPv5
Die Versionsnummer 5 war durch das experimentelle ''Internet Stream Protocol'' belegt, das nicht als Nachfolger, sondern als Ergänzung parallel zum Internetprotokoll gedacht war.  
* Das Internet Stream Protocol wurde später aufgegeben ohne eine nennenswerte Verbreitung erlangt zu haben.  
* Das Internet Stream Protocol wurde später aufgegeben ohne eine nennenswerte Verbreitung erlangt zu haben.  
* Die Versionsnummern 7 bis 9 wurden für verschiedene Vorschläge eines IPv4-Nachfolgers verwendet, die jedoch zugunsten von IPv6 aufgegeben wurden.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.iana.org/assignments/version-numbers/version-numbers.xhtml |titel=Version Numbers |hrsg=IANA |datum=2018-11-06 |abruf=2020-02-09}}</ref>
* Die Versionsnummern 7 bis 9 wurden für verschiedene Vorschläge eines IPv4-Nachfolgers verwendet, die jedoch zugunsten von IPv6 aufgegeben wurden.


Die [[IPv6#Verbreitung_und_Projekte|Verbreitung von IPv6]] nimmt langsam zu, liegt jedoch hinter der Verbreitung von IPv4.  
; Verbreitung von IPv6
; Die [[IPv6#Verbreitung_und_Projekte|Verbreitung von IPv6]] nimmt langsam zu, liegt jedoch hinter der Verbreitung von IPv4.  
* Gängige Betriebssysteme und Standardsoftware unterstützen beide Protokolle. [[IPv6#Übergangsmechanismen|Übergangsmechanismen]] ermöglichen den gleichzeitigen Betrieb von IPv4 und IPv6 auf derselben Infrastruktur.  
* Gängige Betriebssysteme und Standardsoftware unterstützen beide Protokolle. [[IPv6#Übergangsmechanismen|Übergangsmechanismen]] ermöglichen den gleichzeitigen Betrieb von IPv4 und IPv6 auf derselben Infrastruktur.  
* Seit dem [[World IPv6 Day und World IPv6 Launch Day]] 2011 und 2012 bieten namhafte [[Website]]s und [[Internetprovider]] IPv6 an.
* Seit dem [[World IPv6 Day und World IPv6 Launch Day]] 2011 und 2012 bieten namhafte [[Website]]s und [[Internetprovider]] IPv6 an.


== Zuverlässigkeit ==
== Zuverlässigkeit ==
; Designgrundsätze
Die Designgrundsätze der Internetprotokolle nehmen an, dass die Netzinfrastruktur an jedem einzelnen Netzelement oder Übertragungsmedium von Natur aus unzuverlässig ist.  
Die Designgrundsätze der Internetprotokolle nehmen an, dass die Netzinfrastruktur an jedem einzelnen Netzelement oder Übertragungsmedium von Natur aus unzuverlässig ist.  
* Auch setzen diese voraus, dass sich die Infrastruktur im Bezug auf Verfügbarkeit von Verbindungen und Knoten dynamisch verhält.  
* Auch setzen diese voraus, dass sich die Infrastruktur in Bezug auf Verfügbarkeit von Verbindungen und Knoten dynamisch verhält.  
* Um jedoch die Netzinfrastruktur aufrechtzuerhalten, wird das Hauptaugenmerk der [[Datenübertragung]] vorsätzlich größtenteils auf den Endknoten jeder einzelnen [[Datenübermittlung]] gelegt.  
* Um jedoch die Netzinfrastruktur aufrechtzuerhalten, wird das Hauptaugenmerk der [[Datenübertragung]] vorsätzlich größtenteils auf den Endknoten jeder einzelnen [[Datenübermittlung]] gelegt.  
* Router im Übertragungspfad schicken Datenpakete nur zu direkt erreichbaren und bekannten Übergängen, die die für den Bestimmungsort festgelegten Adressen vom Routenplanungspräfix vergleichen.
* Router im Übertragungspfad schicken Datenpakete nur zu direkt erreichbaren und bekannten Übergängen, die die für den Bestimmungsort festgelegten Adressen vom Routenplanungspräfix vergleichen.
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* Da jeder einzelne Übermittlungsweg eines Datenpaketes neu definiert wird (dynamisch), ist es möglich, dass die Pakete auf verschiedenen Pfaden zu ihrem Bestimmungsort gesendet werden.
* Da jeder einzelne Übermittlungsweg eines Datenpaketes neu definiert wird (dynamisch), ist es möglich, dass die Pakete auf verschiedenen Pfaden zu ihrem Bestimmungsort gesendet werden.


Die Internetprotokoll-Version 4 (IPv4) stellt den benötigten Schutz zur Verfügung, um sicherzustellen, dass der Protokollkopf jedes Datenpaketes fehlerfrei ist.<ref name="Orlamünder">Paket-basierte Kommunikationsprotokolle, Harald Orlamünder, Hüthig</ref> Ein Routenplanungsknoten berechnet eine [[Prüfsumme]] für den Paketkopf.  
Die Internetprotokoll-Version 4 (IPv4) stellt den benötigten Schutz zur Verfügung, um sicherzustellen, dass der Protokollkopf jedes Datenpaketes fehlerfrei ist.  
* Ein Routenplanungsknoten berechnet eine [[Prüfsumme]] für den Paketkopf.  
* Wenn die Prüfsumme ungültig ist, verwirft der Routenplanungsknoten das Paket.  
* Wenn die Prüfsumme ungültig ist, verwirft der Routenplanungsknoten das Paket.  
* Der Routenplanungsknoten muss keinen Endknoten bekannt geben, obwohl das [[Internet Control Message Protocol|Internetkontrollnachrichtenprotokoll]] (ICMP) solche Ankündigungen erlaubt.  
* Der Routenplanungsknoten muss keinen Endknoten bekannt geben, obwohl das [[Internet Control Message Protocol|Internetkontrollnachrichtenprotokoll]] (ICMP) solche Ankündigungen erlaubt.  
* Im Gegensatz dazu verfügt die Internetprotokoll-Version 6 (IPv6) über keine Prüfsumme,<ref name="Orlamünder" /> was zu einer schnelleren Verarbeitung während der Routenplanung führt.
* Im Gegensatz dazu verfügt die Internetprotokoll-Version 6 (IPv6) über keine Prüfsumme, was zu einer schnelleren Verarbeitung während der Routenplanung führt.


Alle Fehlerquellen im Übertragungsnetz müssen entdeckt und mit Hilfe der Übertragung auf Endknoten ersetzt werden.  
Alle Fehlerquellen im Übertragungsnetz müssen entdeckt und mithilfe der Übertragung auf Endknoten ersetzt werden.  
* Die oberen Schicht-Protokolle der Internetprotokoll-Familie sind dafür verantwortlich, Zuverlässigkeitsprobleme aufzulösen.  
* Die oberen Schicht-Protokolle der Internetprotokoll-Familie sind dafür verantwortlich, Zuverlässigkeitsprobleme aufzulösen.  
* Zum Beispiel kann ein Host Daten zurückhalten und eine Richtigstellung durchführen, bevor die Daten an den jeweiligen Empfänger geliefert werden.
* Zum Beispiel kann ein Host Daten zurückhalten und eine Richtigstellung durchführen, bevor die Daten an den jeweiligen Empfänger geliefert werden.
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* Das [[User Datagram Protocol]] (UDP) und das [[Internet Control Message Protocol]] (ICMP) ignorieren jedoch die MTU-Größe, wodurch das IP gezwungen wird, übergroße Datenpakete zu splitten.
* Das [[User Datagram Protocol]] (UDP) und das [[Internet Control Message Protocol]] (ICMP) ignorieren jedoch die MTU-Größe, wodurch das IP gezwungen wird, übergroße Datenpakete zu splitten.


== Siehe auch ==
<noinclude>
* [[Catenet]]
 
* [[Mobile IP]]
== Anhang ==
* [[Stream Control Transmission Protocol]] (SCTP)
=== Siehe auch ===
{{Special:PrefixIndex/Internet Protocol}}
* [[IPsec]]
* [[IPsec]]
;verwandte Protokolle
* [[Address Resolution Protocol]]
* [[Address Resolution Protocol]]
* [[Internet Control Message Protocol]]
* [[Internet Control Message Protocol]]


== Weblinks ==
==== Sicherheit ====
* {{RFC-Internet |RFC=791 |Titel=Internet Protocol |Datum=1981-09 |Updated=1349 |Errata=1}}
==== Dokumentation ====
* {{RFC-Internet |RFC=8200 |Titel=Internet Protocol, Version 6 |Datum=2017-07 |Obsoletes=2460|Errata=1}}
===== RFC =====
* [https://www.youtube.com/watch?v=gveJs6YRYXU&feature=player_embedded ''ICANN IPv6 News Conference''] Miami, Florida am 3. Februar 2011 (englisch)
{| class="wikitable big options"
* [http://www.icann.org/en/general/allocation-remaining-ipv4-space.htm ''ICANN: Phasen der IPv4 Vergabe''] (englisch)
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* [https://www.dimaweb.at/fachbegriffe/internetprotokoll-tcpip.html ''Fachbegriffe – Das Internetprotokoll''] dimaweb.at
! RFC !! Titel
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| 791 || [https://tools.ietf.org/html/rfc791 Internet Protocol]
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| 8200 || [https://tools.ietf.org/html/rfc8200 Internet Protocol, Version 6]
|}
 
==== Links ====
===== Weblinks =====
# [https://www.youtube.com/watch?v=gveJs6YRYXU&feature=player_embedded ''ICANN IPv6 News Conference''']
# [http://www.icann.org/en/general/allocation-remaining-ipv4-space.htm ''ICANN: Phasen der IPv4 Vergabe'']
# [https://www.dimaweb.at/fachbegriffe/internetprotokoll-tcpip.html ''Fachbegriffe – Das Internetprotokoll'']


== Einzelnachweise ==
[[Kategorie:IP]]
<references />


[[Kategorie:Internet Protocol| ]]
</noinclude>
[[Kategorie:OSI:03]]

Aktuelle Version vom 22. Februar 2024, 22:41 Uhr

Internet Protocol (IP) - Netzwerkprotokoll auf OSI-Layer 3

Beschreibung

Internet Protocol (IP) ist ein in Computernetzen weitverbreitetes Netzwerkprotokoll und stellt durch seine Funktion die Grundlage des Internets dar

Anwendung HTTP IMAP SMTP DNS …
Transport TCP UDP
Internet IP (IPv4, IPv6)
Netzzugang Ethernet TokenBus TokenRing WLAN …

Das Internet Protocol (IP) ist ein in Computernetzen weit verbreitetes Netzwerkprotokoll und stellt durch seine Funktion die Grundlage des Internets dar.

  • Das IP ist die Implementierung der Internetschicht des TCP/IP-Modells bzw. der Vermittlungsschicht (engl. Network Layer) des OSI-Modells.
  • IP ist ein verbindungsloses Protokoll, das heißt bei den Kommunikationspartnern wird kein Zustand etabliert.

Eigenschaften und Funktionen

Das Internet Protocol bildet die erste vom Übertragungsmedium unabhängige Schicht der Internetprotokolle

  • Das bedeutet, dass mittels IP-Adresse und Subnetzmaske (subnet mask) für IPv4, bzw. Präfixlänge bei IPv6, Computer innerhalb eines Netzwerkes in logische Einheiten, sogenannte Subnetze, gruppiert werden können.
  • Auf dieser Basis ist es möglich, Computer in größeren Netzwerken zu adressieren und ihnen IP-Pakete zu senden, da logische Adressierung die Grundlage für Routing (Wegewahl und Weiterleitung von Netzwerkpaketen) ist.

Adressvergabe

Öffentliche IP-Adressen müssen in der Regel weltweit eindeutig zugeordnet werden können, daher ist deren Vergabe durch die Internet Assigned Numbers Authority (IANA) geregelt.

IPv4#Adressknappheit Bei IPv4 ist der zu vergebende Adressraum weitgehend aufgebraucht.

  • Die IANA hat im Februar 2011 die letzten Adressblöcke an die RIRs vergeben.

Versionsgeschichte

Im Mai 1974 veröffentlichten Vint Cerf und Bob Kahn in einer Forschungsarbeit ein Netzwerkprotokoll zur übergreifenden Kommunikation zwischen unterschiedlichen paketvermittelten Netzen.
  • In dem Modell führen Endgeräte () ein „Übertragungskontrollprogramm“ ( – TCP) aus, das die Übermittlung eines kontinuierlichen Datenstroms zwischen Prozessen sicherstellt. Gateways übernehmen die Umformung von Paketen an Netzwerkgrenzen.
Die erste vollständige Protokollspezifikation erschien mit RFC 675 im Dezember 1974. Das monolithische Übertragungskontrollprogramm wurde später in eine Modularchitektur geteilt, die aus dem Internetprotokoll () zur Host-zu-Host-Kommunikation und dem Übertragungskontrollprotokoll ( – TCP) zur Prozess-zu-Prozess-Kommunikation bestand.
  • Das Modell wurde bekannt als TCP/IP-Referenzmodell.
Beide Protokolle wurden mehrfach überarbeitet, ehe sie zum praktischen Einsatz kamen.
  • Neben der finalen Bezeichnung als „Internet Protocol“ wurde in Entwürfen auch „Internetwork Protocol“,verwendet.
  • Bei größeren Änderungen des IP-Headers wurde eine im Header enthaltene Versionsnummer hochgezählt.
  • Bei der Einführung von TCP/IP im ARPANET am 1. Januar 1983 trugen IP-Pakete daher die Versionsnummer 4.
  • Vorherige Versionen waren nicht verbreitet.
Im ersten Protokollentwurf war ein Adressierungsschema variabler Länge vorgesehen, bestehend aus einer mindestens 4 Bit langen Netzadresse, einer 16 Bit langen Hostadresse und einer 24 Bit langen Portnummer. Später wurden IP-Adressen auf 32 Bit festgelegt, bestehend aus 8 Bit Netzadresse und 24 Bit Hostadresse. Die Portnummer wurde zu TCP verschoben und auf 16 Bit gekürzt.
  • Mit RFC 791 wurden Netzklassen eingeführt, um mehr Flexibilität bei der Aufteilung einer IP-Adresse in Netz- und Hostteil zu haben. Subnetting war zu dem Zeitpunkt noch nicht vorgesehen. Jon Postel kümmerte sich um die Vergabe von Netzadressen – eine Rolle, die später als Internet Assigned Numbers Authority bezeichnet wurde.
Mit der sich abzeichnenden Knappheit von IP-Adressen begann Anfang der 1990er Jahre die Entwicklung eines Nachfolgeprotokolls.
  • Zur Unterscheidung wurde das etablierte Internetprotokoll entsprechend der Versionsnummer im IP-Header als IPv4 und das neue Internetprotokoll als IPv6 bezeichnet.
  • Die wichtigste Neuerung ist der erheblich größere Adressraum: gegenüber den 32-Bit-Adressen bei IPv4 (ergibt ca. 4 Milliarden, oder 4,3·109 Adressen) verwendet IPv6 128-Bit-Adressen (ergibt ca. 340 Sextillionen, oder 3,4·1038 Adressen).
IPv5

Die Versionsnummer 5 war durch das experimentelle Internet Stream Protocol belegt, das nicht als Nachfolger, sondern als Ergänzung parallel zum Internetprotokoll gedacht war.

  • Das Internet Stream Protocol wurde später aufgegeben ohne eine nennenswerte Verbreitung erlangt zu haben.
  • Die Versionsnummern 7 bis 9 wurden für verschiedene Vorschläge eines IPv4-Nachfolgers verwendet, die jedoch zugunsten von IPv6 aufgegeben wurden.
Verbreitung von IPv6
Die Verbreitung von IPv6 nimmt langsam zu, liegt jedoch hinter der Verbreitung von IPv4.

Zuverlässigkeit

Designgrundsätze

Die Designgrundsätze der Internetprotokolle nehmen an, dass die Netzinfrastruktur an jedem einzelnen Netzelement oder Übertragungsmedium von Natur aus unzuverlässig ist.

  • Auch setzen diese voraus, dass sich die Infrastruktur in Bezug auf Verfügbarkeit von Verbindungen und Knoten dynamisch verhält.
  • Um jedoch die Netzinfrastruktur aufrechtzuerhalten, wird das Hauptaugenmerk der Datenübertragung vorsätzlich größtenteils auf den Endknoten jeder einzelnen Datenübermittlung gelegt.
  • Router im Übertragungspfad schicken Datenpakete nur zu direkt erreichbaren und bekannten Übergängen, die die für den Bestimmungsort festgelegten Adressen vom Routenplanungspräfix vergleichen.

Demzufolge stellen diese Internetprotokolle nur beste Übergänge zur Verfügung, wodurch diese Dienste als unzuverlässig charakterisiert werden.

  • Das IP ist verbindungslos, jedes einzelne Datenpaket wird unabhängig behandelt.
  • Da jeder einzelne Übermittlungsweg eines Datenpaketes neu definiert wird (dynamisch), ist es möglich, dass die Pakete auf verschiedenen Pfaden zu ihrem Bestimmungsort gesendet werden.

Die Internetprotokoll-Version 4 (IPv4) stellt den benötigten Schutz zur Verfügung, um sicherzustellen, dass der Protokollkopf jedes Datenpaketes fehlerfrei ist.

  • Ein Routenplanungsknoten berechnet eine Prüfsumme für den Paketkopf.
  • Wenn die Prüfsumme ungültig ist, verwirft der Routenplanungsknoten das Paket.
  • Der Routenplanungsknoten muss keinen Endknoten bekannt geben, obwohl das Internetkontrollnachrichtenprotokoll (ICMP) solche Ankündigungen erlaubt.
  • Im Gegensatz dazu verfügt die Internetprotokoll-Version 6 (IPv6) über keine Prüfsumme, was zu einer schnelleren Verarbeitung während der Routenplanung führt.

Alle Fehlerquellen im Übertragungsnetz müssen entdeckt und mithilfe der Übertragung auf Endknoten ersetzt werden.

  • Die oberen Schicht-Protokolle der Internetprotokoll-Familie sind dafür verantwortlich, Zuverlässigkeitsprobleme aufzulösen.
  • Zum Beispiel kann ein Host Daten zurückhalten und eine Richtigstellung durchführen, bevor die Daten an den jeweiligen Empfänger geliefert werden.

Linkkapazität und Leistungsfähigkeit

Selbst wenn der Übermittlungspfad verfügbar und zuverlässig ist, besteht wegen der dynamischen Natur und der Heterogenität des Internets und seiner Bestandteile keine Garantie, dass auch tatsächlich jeder dieser einzelnen Pfade fähig ist, eine Datenübermittlung durchzuführen.

  • Zum Beispiel stellt die erlaubte Übermittlungsgröße der jeweiligen Datenpakete eine technische Einschränkung dar.
  • Jede Anwendung muss versichern, dass richtige Übertragungseigenschaften verwendet werden.

Ein Teil dieser Verantwortung liegt auch in den oberen Schicht-Protokollen.

  • IPv6 verwendet die Fähigkeit, die maximale Übertragungseinheitsgröße einer lokalen Verbindung, sowie den dafür komplett geplanten Pfad zum Bestimmungsort zu untersuchen.
  • Die IPv4-Zwischennetzwerkanschlussschicht hat die Fähigkeit ursprünglich, große Datenpakete automatisch in kleinere Einheiten für die Übertragung zu zerlegen.

Das Transmission Control Protocol (TCP) ist ein Beispiel eines Protokolls, das seine Segment-Größe reguliert, um kleiner als der maximal erlaubte Durchfluss, die Maximum Transmission Unit (MTU), zu sein.


Anhang

Siehe auch

Sicherheit

Dokumentation

RFC
RFC Titel
791 Internet Protocol
8200 Internet Protocol, Version 6

Links

Weblinks
  1. ICANN IPv6 News Conference'
  2. ICANN: Phasen der IPv4 Vergabe
  3. Fachbegriffe – Das Internetprotokoll


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