IP/Adresse: Unterschied zwischen den Versionen

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'''topic''' - Kurzbeschreibung
'''IP-Adresse''' - Adresse in [[Rechnernetz|Computernetzen]], die – wie das [[Internet]] – auf dem [[Internet Protocol|Internetprotokoll]] (IP) basieren


== Beschreibung ==
== Beschreibung ==
Eine '''IP-Adresse''' ist eine Adresse in [[Rechnernetz|Computernetzen]], die – wie das [[Internet]] – auf dem [[Internet Protocol|Internetprotokoll]] (IP) basieren. Sie wird Geräten zugewiesen, die an das Netz angebunden sind, macht die Geräte so adressierbar und damit erreichbar. Die IP-Adresse kann einen einzelnen Empfänger oder eine Gruppe von Empfängern bezeichnen ([[Multicast]], [[Broadcast]]). Umgekehrt können einem Computer mehrere IP-Adressen zugeordnet sein.
; Sie wird Geräten zugewiesen, die an das Netz angebunden sind, macht die Geräte so adressierbar und damit erreichbar.  
* Die IP-Adresse kann einen einzelnen Empfänger oder eine Gruppe von Empfängern bezeichnen ([[Multicast]], [[Broadcast]]).  
* Umgekehrt können einem Computer mehrere IP-Adressen zugeordnet sein.


Die IP-Adresse wird vor allem verwendet, um Daten von ihrem Absender zum vorgesehenen Empfänger zu transportieren. Ähnlich der [[Postanschrift]] auf einem Briefumschlag werden [[Datenpaket]]e mit einer IP-Adresse versehen, die den Empfänger eindeutig identifiziert. Aufgrund dieser Adresse können die „Poststellen“, die [[Router]], entscheiden, in welche Richtung das Paket weitertransportiert werden soll. Im Gegensatz zu Postadressen sind IP-Adressen nicht an einen bestimmten Ort gebunden.
; Die IP-Adresse wird vor allem verwendet, um Daten von ihrem Absender zum vorgesehenen Empfänger zu transportieren. Ähnlich der [[Postanschrift]] auf einem Briefumschlag werden [[Datenpaket]]e mit einer IP-Adresse versehen, die den Empfänger eindeutig identifiziert.  
* Aufgrund dieser Adresse können die „Poststellen“, die [[Router]], entscheiden, in welche Richtung das Paket weitertransportiert werden soll.  
* Im Gegensatz zu Postadressen sind IP-Adressen nicht an einen bestimmten Ort gebunden.


Die bekannteste Notation der heute geläufigen ''IPv4-Adressen'' besteht aus vier Zahlen, die Werte von 0 bis 255 annehmen können und mit einem Punkt getrennt werden, beispielsweise <code>192.0.2.42</code>. Technisch gesehen ist die Adresse eine 32-stellige ([[IPv4]]) oder 128-stellige ([[IPv6]]) [[Dualsystem|Binärzahl]].
; Die bekannteste Notation der heute geläufigen ''IPv4-Adressen'' besteht aus vier Zahlen, die Werte von 0 bis 255 annehmen können und mit einem Punkt getrennt werden, beispielsweise <code>192.0.2.42</code>.  
* Technisch gesehen ist die Adresse eine 32-stellige ([[IPv4]]) oder 128-stellige ([[IPv6]]) [[Dualsystem|Binärzahl]].


== Grundlagen ==
== Grundlagen ==
Um eine Kommunikation zwischen zwei technischen Geräten aufzubauen, muss jedes der Geräte in der Lage sein, dem anderen Gerät Daten zu senden. Damit diese Daten bei der richtigen Gegenstelle ankommen, muss diese eindeutig benannt (adressiert) werden. Dies geschieht in IP-Netzen mit einer IP-Adresse. So wird zum Beispiel ein [[Webserver]] von einem Webbrowser direkt über seine IP-Adresse angesprochen. Der Browser fragt dazu bei einem [[Nameserver]] die IP-Adresse ab, die einer [[Domain (Internet)|Domain]] (zum Beispiel „www.example.com“) zugeordnet ist. Anschließend nutzt er diese IP-Adresse, um Daten an den Webserver zu senden.
; Um eine Kommunikation zwischen zwei technischen Geräten aufzubauen, muss jedes der Geräte in der Lage sein, dem anderen Gerät Daten zu senden.  
* Damit diese Daten bei der richtigen Gegenstelle ankommen, muss diese eindeutig benannt (adressiert) werden.  
* Dies geschieht in IP-Netzen mit einer IP-Adresse.  
* So wird zum Beispiel ein [[Webserver]] von einem Webbrowser direkt über seine IP-Adresse angesprochen.  
* Der Browser fragt dazu bei einem [[Nameserver]] die IP-Adresse ab, die einer [[Domain (Internet)|Domain]] (zum Beispiel „www.example.com“) zugeordnet ist.  
* Anschließend nutzt er diese IP-Adresse, um Daten an den Webserver zu senden.


=== IP-Adresse in IP-Datenpaketen ===
=== IP-Adresse in IP-Datenpaketen ===
Jedes [[IP-Paket|IP-Datenpaket]] beginnt mit einem Informationsbereich für die Beförderung durch die [[Internet Protocol|IP-Schicht]], dem IP-Header. Dieser Header enthält auch zwei Felder, in welche die IP-Adressen sowohl des Senders als auch des Empfängers eingetragen werden, bevor das Datenpaket verschickt wird. Die Vermittlung geschieht auf der Schicht&nbsp;3 im [[OSI-Modell]], der ''Vermittlungsschicht''.
; Jedes [[IP-Paket|IP-Datenpaket]] beginnt mit einem Informationsbereich für die Beförderung durch die [[Internet Protocol|IP-Schicht]], dem IP-Header.  
* Dieser Header enthält auch zwei Felder, in welche die IP-Adressen sowohl des Senders als auch des Empfängers eingetragen werden, bevor das Datenpaket verschickt wird.  
* Die Vermittlung geschieht auf der Schicht&nbsp;3 im [[OSI-Modell]], der ''Vermittlungsschicht''.


=== Aufbau ===
=== Aufbau ===
==== Frühere Versionen ====
==== Frühere Versionen ====
Das Internet wurde anfangs als Netz konzipiert, um mehrere bestehende Datennetze miteinander zu verbinden. Eine Organisation wie die [[IANA]], die Institutionen IP-Bereiche nach Bedarf zuweist, gab es noch nicht. In den Headern der früheren Varianten des Internetprotokolls gab es getrennte Felder, in denen eine Netzwerk-Adresse und eine Host-Adresse unabhängig voneinander definiert waren. Die Netzwerk-Adresse war eine Netzwerk-Kennziffer in Form eines 8 Bit-Wertes, die Quell- und Zielnetz des jeweiligen Datenpaketes kennzeichnet. Die für [[Arpanet]], Cyclades und weitere Netze verwendeten Kennziffern waren festgelegt. Die Host-Adresse hatte in der ersten Version des Internetprotokolls von 1974 eine Länge von 16 Bit, wurde aber bereits in der ersten Überarbeitung des Internetprotokolls auf 24 Bit erweitert. So war es theoretisch bereits seit 1975 möglich, im Internet die gleiche Anzahl an Hosts zu adressieren, wie es heute noch auf Basis von IPv4 möglich ist. Die Trennung von Netzwerk- und Host-Adresse entfiel, als im Jahre 1981 das IPv4-Protokoll eingeführt wurde und die IANA durch Einführung der [[Netzklasse]]n dann IP-Adressbereiche in unterschiedlichen Größen vergab. Durch komplexere Routing-Methoden und die Tatsache, dass es IP-Netze in unterschiedlichen Größen gab, wurde die Trennung von Netz- und Hostadresse obsolet, sodass die Adressen schlichtweg als IP-Adressen bezeichnet wurden, die lediglich abhängig von den jeweiligen Netzwerkgrößen einen individuellen Netz- und Host-Teil haben.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.postel.org/ien/pdf/ |titel=Index of /ien/pdf/ |datum=2008-07-20 |abruf=2022-10-16 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20080720100627/http://www.postel.org/ien/pdf/ |archiv-datum=2008-07-20 |offline= |archiv-bot=2022-11-17 02:49:22 InternetArchiveBot }}</ref>
; Das Internet wurde anfangs als Netz konzipiert, um mehrere bestehende Datennetze miteinander zu verbinden
* Eine Organisation wie die [[IANA]], die Institutionen IP-Bereiche nach Bedarf zuweist, gab es noch nicht.  
* In den Headern der früheren Varianten des Internetprotokolls gab es getrennte Felder, in denen eine Netzwerk-Adresse und eine Host-Adresse unabhängig voneinander definiert waren.  
* Die Netzwerk-Adresse war eine Netzwerk-Kennziffer in Form eines 8 Bit-Wertes, die Quell- und Zielnetz des jeweiligen Datenpaketes kennzeichnet.  
* Die für [[Arpanet]], Cyclades und weitere Netze verwendeten Kennziffern waren festgelegt.  
* Die Host-Adresse hatte in der ersten Version des Internetprotokolls von 1974 eine Länge von 16 Bit, wurde aber bereits in der ersten Überarbeitung des Internetprotokolls auf 24 Bit erweitert.  
* So war es theoretisch bereits seit 1975 möglich, im Internet die gleiche Anzahl an Hosts zu adressieren, wie es heute noch auf Basis von IPv4 möglich ist.  
* Die Trennung von Netzwerk- und Host-Adresse entfiel, als im Jahre 1981 das IPv4-Protokoll eingeführt wurde und die IANA durch Einführung der [[Netzklasse]]n dann IP-Adressbereiche in unterschiedlichen Größen vergab.  
* Durch komplexere Routing-Methoden und die Tatsache, dass es IP-Netze in unterschiedlichen Größen gab, wurde die Trennung von Netz- und Hostadresse obsolet, sodass die Adressen schlichtweg als IP-Adressen bezeichnet wurden, die lediglich abhängig von den jeweiligen Netzwerkgrößen einen individuellen Netz- und Host-Teil haben.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.postel.org/ien/pdf/ |titel=Index of /ien/pdf/ |datum=2008-07-20 |abruf=2022-10-16 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20080720100627/http://www.postel.org/ien/pdf/ |archiv-datum=2008-07-20 |offline= |archiv-bot=2022-11-17 02:49:22 InternetArchiveBot }}</ref>


==== IPv4 ====
==== IPv4 ====
[[IPv4]]
; Die seit der Einführung der Version&nbsp;4 des Internetprotokolls überwiegend verwendeten [[IPv4]]-Adressen bestehen aus 32 [[Bit]]s, also 4 [[Oktett (Informatik)|Oktetten (Bytes)]].  
Die seit der Einführung der Version&nbsp;4 des Internetprotokolls überwiegend verwendeten [[IPv4]]-Adressen bestehen aus 32 [[Bit]]s, also 4 [[Oktett (Informatik)|Oktetten (Bytes)]]. Damit sind 2<sup>32</sup>, also 4.294.967.296 Adressen darstellbar. In der ''dotted decimal notation'' werden die 4 Oktette als vier durch Punkte voneinander getrennte [[Ganze Zahl|ganze Zahlen in Dezimaldarstellung]] im Bereich von 0 bis 255 geschrieben.
* Damit sind 2<sup>32</sup>, also 4.294.967.296 Adressen darstellbar.  
* In der ''dotted decimal notation'' werden die 4 Oktette als vier durch Punkte voneinander getrennte [[Ganze Zahl|ganze Zahlen in Dezimaldarstellung]] im Bereich von 0 bis 255 geschrieben.


'''Beispiel:''' <code>203.0.113.195</code>
'''Beispiel:''' <code>203.0.113.195</code>
siehe [[IPv4]]


==== IPv6 ====
==== IPv6 ====
[[IPv6]]
; Durch den rasch steigenden Bedarf an IP-Adressen ist absehbar, dass der nutzbare Adressraum von IPv4 früher oder später erschöpft sein wird.  
Durch den rasch steigenden Bedarf an IP-Adressen ist absehbar, dass der nutzbare Adressraum von IPv4 früher oder später erschöpft sein wird. Vor allem aus diesem Grund wurde [[IPv6]] entwickelt. Es verwendet 128 Bit zur Speicherung von Adressen, damit sind 2<sup>128</sup> = 256<sup>16</sup> (= 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 ≈ 3,4&nbsp;·&nbsp;10<sup>38</sup>) Adressen darstellbar. Diese Anzahl reicht aus, um für jeden Quadratmillimeter der Erdoberfläche mindestens 665.570.793.348.866.944 (= 6,65&nbsp;·&nbsp;10<sup>17</sup>)<ref>nach:Joseph Davies: ''Understanding IPv6''. Microsoft Press 2002, ISBN 0-7356-1245-5, 2^128 Adressen pro 510 Millionen Quadratkilometer</ref> IP-Adressen bereitzustellen. Wenn es in jeder der ca. 2&nbsp;[[Billion]]en [[Galaxie]]n des bekannten [[Universum]]s 100&nbsp;[[Milliarde]]n [[Planetensystem]]e mit je einem bewohnten Planeten gäbe, dann könnte man je Planet 1,7&nbsp;·&nbsp;10<sup>15</sup> IP-Adressen vergeben. Wenn die Planeten Erdgröße haben, wären das etwa 3 Adressen je m² der Planetenoberfläche.
* Vor allem aus diesem Grund wurde [[IPv6]] entwickelt.  
* Es verwendet 128 Bit zur Speicherung von Adressen, damit sind 2<sup>128</sup> = 256<sup>16</sup> (= 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 ≈ 3,4&nbsp;·&nbsp;10<sup>38</sup>) Adressen darstellbar.  
* Diese Anzahl reicht aus, um für jeden Quadratmillimeter der Erdoberfläche mindestens 665.570.793.348.866.944 (= 6,65&nbsp;·&nbsp;10<sup>17</sup>)<ref>nach:Joseph Davies: ''Understanding IPv6''.  
* Microsoft Press 2002, ISBN 0-7356-1245-5, 2^128 Adressen pro 510 Millionen Quadratkilometer</ref> IP-Adressen bereitzustellen.  
* Wenn es in jeder der ca. 2&nbsp;[[Billion]]en [[Galaxie]]n des bekannten [[Universum]]s 100&nbsp;[[Milliarde]]n [[Planetensystem]]e mit je einem bewohnten Planeten gäbe, dann könnte man je Planet 1,7&nbsp;·&nbsp;10<sup>15</sup> IP-Adressen vergeben.  
* Wenn die Planeten Erdgröße haben, wären das etwa 3 Adressen je m² der Planetenoberfläche.


Da die [[Dezimalsystem|Dezimaldarstellung]] <code>ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd</code> unübersichtlich und schlecht handhabbar wäre, stellt man IPv6-Adressen [[hexadezimal]] dar. Um diese Darstellung weiter zu vereinfachen, werden jeweils zwei Oktette der Adresse zusammengefasst und in Gruppen durch Doppelpunkt getrennt dargestellt. <code>XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX</code>.
Da die [[Dezimalsystem|Dezimaldarstellung]] <code>ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd</code> unübersichtlich und schlecht handhabbar wäre, stellt man IPv6-Adressen [[hexadezimal]] dar.  
* Um diese Darstellung weiter zu vereinfachen, werden jeweils zwei Oktette der Adresse zusammengefasst und in Gruppen durch Doppelpunkt getrennt dargestellt. <code>XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX</code>.


'''Beispiel:''' <code>2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7344</code>
'''Beispiel:''' <code>2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7344</code>


Zur weiteren Verkürzung können Nullen am Beginn eines Blocks weggelassen werden. Ein oder mehrere aufeinanderfolgende Blöcke, die nur aus Nullen bestehen, können durch <code>::</code> ersetzt werden – jedoch höchstens einmal in der Adresse, so dass eindeutig auf acht Blöcke aufgefüllt werden kann.
Zur weiteren Verkürzung können Nullen am Beginn eines Blocks weggelassen werden.  
* Ein oder mehrere aufeinanderfolgende Blöcke, die nur aus Nullen bestehen, können durch <code>::</code> ersetzt werden – jedoch höchstens einmal in der Adresse, so dass eindeutig auf acht Blöcke aufgefüllt werden kann.


'''Beispiel:''' <code>2001:db8:85a3::8a2e:370:7344</code>
'''Beispiel:''' <code>2001:db8:85a3::8a2e:370:7344</code>
siehe [[IPv6]]


=== Netzwerkteil und Geräteteil ===
=== Netzwerkteil und Geräteteil ===
Jede IPv4-Adresse wird durch eine [[Netzmaske]], jede IPv6-Adresse durch die Angabe der [[Präfixlänge]], in einen Netzwerk- und einen Geräteteil („Hostteil“) getrennt. Die Netzmaske, also die Präfixlänge, gibt an, an welchem Bit die Adresse geteilt werden muss. Die von der Netzmaske [[Bitmaske|maskierten]] oder von der Präfixlänge genannten Bits (Netzwerkteil) sind bei allen Hosts (Rechnern) eines Subnetzwerks identisch. Die Information, ob ein Gerät im selben Subnetz liegt (d.&nbsp;h. gleicher Netzwerkteil in der IP-Adresse), wird von einem Host benötigt, um [[Routing]]-Entscheidungen treffen zu können (siehe folgenden Abschnitt).
Jede IPv4-Adresse wird durch eine [[Netzmaske]], jede IPv6-Adresse durch die Angabe der [[Präfixlänge]], in einen Netzwerk- und einen Geräteteil („Hostteil“) getrennt.  
* Die Netzmaske, also die Präfixlänge, gibt an, an welchem Bit die Adresse geteilt werden muss.  
* Die von der Netzmaske [[Bitmaske|maskierten]] oder von der Präfixlänge genannten Bits (Netzwerkteil) sind bei allen Hosts (Rechnern) eines Subnetzwerks identisch.  
* Die Information, ob ein Gerät im selben Subnetz liegt (d.&nbsp;h.  
* gleicher Netzwerkteil in der IP-Adresse), wird von einem Host benötigt, um [[Routing]]-Entscheidungen treffen zu können (siehe folgenden Abschnitt).


'''Beispiel:''' (klassenlose) IPv4-Adresse <code>203.0.113.195/27</code>
==== Beispiel ====
Dezimal Binär Berechnung
; (klassenlose) IPv4-Adresse <code>203.0.113.195/27</code>
IP-Adresse 203.000.113.195 11001011 00000000 01110001 11000011 ''ip-adresse''
{| class="wikitable options"
Netzmaske 255.255.255.224 <span style="color:#008000">11111111 11111111 11111111 111</span>00000 [[Konjunktion (Logik)|AND]] ''netzmaske''
! !! Dezimal !! Binär !! Berechnung
Netzwerkadr. 203.000.113.192 <span style="color:#FF0000">11001011 00000000 01110001 110</span>00000 = netzwerkteil
|-
| IP-Adresse || 203.000.113.195 || 11001011 00000000 01110001 11000011 || ''ip-adresse''
|-
| Netzmaske || 255.255.255.224 || <span style="color:#008000">11111111 11111111 11111111 111 || </span>00000 [[Konjunktion (Logik)|AND]] ''netzmaske''
|-
| Netzwerkadr. || 203.000.113.192 || <span style="color:#FF0000">11001011 00000000 01110001 110 || </span>00000 = netzwerkteil
|}


Dezimal Binär Berechnung
{| class="wikitable options"
IP-Adresse 203.000.113.195 11001011 00000000 01110001 11000011 ''ip-adresse''
! !! Dezimal !! Binär !! Berechnung
Netzmaske 255.255.255.224 11111111 11111111 11111111 111<span style="color:#008000">00000</span>
|-
  00000000 00000000 00000000 000<span style="color:#008000">11111</span> [[Konjunktion (Logik)|AND]] ([[Einerkomplement|NOT]] ''netzmaske'')
| IP-Adresse || 203.000.113.195 || 11001011 00000000 01110001 11000011 || ''ip-adresse''
Geräteteil 000.000.000.003 00000000 00000000 00000000 000<span style="color:#FF0000">00011</span> = ''geräteteil''
|-
| Netzmaske || 255.255.255.224 || 11111111 11111111 11111111 111<span style="color:#008000">00000</span>
  00000000 00000000 00000000 000<span style="color:#008000">11111</span> || [[Konjunktion (Logik)|AND]] ([[Einerkomplement|NOT]] ''netzmaske'')
|-
| Geräteteil ||000.000.000.003 00000000 00000000 00000000 000<span style="color:#FF0000">00011</span> || ''geräteteil''
|}


Bei einer Netzmaske mit 27 gesetzten Bits ergibt sich eine Netzadresse von <code>203.0.113.192</code>. Es verbleiben 5 Bits und damit 2<sup>5</sup>&nbsp;=&nbsp;32 Adressen für den Geräteteil. Hiervon werden noch je eine Adresse für das Netz selbst und für den [[Broadcast]] benötigt, so dass 30 Adressen für Geräte zur Verfügung stehen.
Bei einer Netzmaske mit 27 gesetzten Bits ergibt sich eine Netzadresse von <code>203.0.113.192</code>.  
* Es verbleiben 5 Bits und damit 2<sup>5</sup>&nbsp;=&nbsp;32 Adressen für den Geräteteil.  
* Hiervon werden noch je eine Adresse für das Netz selbst und für den [[Broadcast]] benötigt, so dass 30 Adressen für Geräte zur Verfügung stehen.


=== Routing ===
=== Routing ===
[[Routing]]
[[Datei:IP-Paket Routing über Netzwerke.svg|mini|500px|Routing eines HTTP-Pakets über drei Netze]]
Will ein Gerät ein IP-Paket versenden, werden die Netzwerkteile der Quell-IP-Adresse und Ziel-IP-Adresse verglichen. Stimmen sie überein, befindet sich der Ziel-Host im selben Netz, und das Paket wird direkt an den Empfänger gesendet. Im Falle von [[Ethernet]]-Netzen dient das [[Address Resolution Protocol|ARP]] (Address Resolution Protocol) zum Auffinden der Hardwareadresse. Das ARP arbeitet auf der zweiten Schicht des OSI-Modells und stellt die Verbindung zur ersten Schicht her.


Stimmen die Netzwerkteile dagegen nicht überein, so wird über eine [[Routingtabelle]] die IP-Adresse eines [[Router]]s (next hop) gesucht und das Paket an diesen Router gesendet. Dieser hat über eine oder mehrere Schnittstellen Kontakt zu anderen Netzen und ''routet'' das Paket mit demselben Verfahren weiter – er konsultiert dazu seinerseits seine eigene Routingtabelle und sendet das Paket gegebenenfalls an den nächsten Router oder an das Ziel. Bis zum Endgerät kann das Paket viele Netze und Router durchlaufen. Das Durchlaufen eines Routers wird auch ''Hop'' (Sprung) genannt, das Routingverfahren ''Next Hop Routing''.
Will ein Gerät ein IP-Paket versenden, werden die Netzwerkteile der Quell-IP-Adresse und Ziel-IP-Adresse verglichen.
[[Datei:IP-Paket Routing über Netzwerke.svg|gerahmt|zentriert|Routing eines HTTP-Pakets über drei Netze]]
* Stimmen sie überein, befindet sich der Ziel-Host im selben Netz, und das Paket wird direkt an den Empfänger gesendet.
Ein Router hat dabei für jede seiner Schnittstellen eine eigene IP-Adresse und Netzmaske, die zum jeweiligen Netz gehört. Jedes IP-Paket wird einzeln geroutet. Die Quell- und Zieladresse im IP-Header werden vom Sender gesetzt und bleiben, wenn keine [[Netzwerkadressübersetzung|Adress-Umsetzung]] stattfindet, während des gesamten Weges unverändert.
* Im Falle von [[Ethernet]]-Netzen dient das [[Address Resolution Protocol|ARP]] (Address Resolution Protocol) zum Auffinden der Hardwareadresse.
* Das ARP arbeitet auf der zweiten Schicht des OSI-Modells und stellt die Verbindung zur ersten Schicht her.
 
Stimmen die Netzwerkteile dagegen nicht überein, so wird über eine [[Routingtabelle]] die IP-Adresse eines [[Router]]s (next hop) gesucht und das Paket an diesen Router gesendet.  
* Dieser hat über eine oder mehrere Schnittstellen Kontakt zu anderen Netzen und ''routet'' das Paket mit demselben Verfahren weiter – er konsultiert dazu seinerseits seine eigene Routingtabelle und sendet das Paket gegebenenfalls an den nächsten Router oder an das Ziel.  
* Bis zum Endgerät kann das Paket viele Netze und Router durchlaufen.  
* Das Durchlaufen eines Routers wird auch ''Hop'' (Sprung) genannt, das Routingverfahren ''Next Hop Routing''.
 
Ein Router hat dabei für jede seiner Schnittstellen eine eigene IP-Adresse und Netzmaske, die zum jeweiligen Netz gehört.  
* Jedes IP-Paket wird einzeln geroutet.  
* Die Quell- und Zieladresse im IP-Header werden vom Sender gesetzt und bleiben, wenn keine [[Netzwerkadressübersetzung|Adress-Umsetzung]] stattfindet, während des gesamten Weges unverändert.
 
siehe [[Routing]]


=== Besondere IP-Adressen ===
=== Besondere IP-Adressen ===
Besondere IPv4-Adressen nach RFC 6890:
; Besondere IPv4-Adressen nach RFC 6890
{| class="wikitable sortabale options"
{| class="wikitable sortabale options"
|-
|-
Zeile 104: Zeile 164:
Nach dieser Liste erfüllen 622.199.809 von rund 4,3 Milliarden IPv4-Adressen bzw.&nbsp;14,5 % aller möglichen IPv4-Adressen einen besonderen Zweck.
Nach dieser Liste erfüllen 622.199.809 von rund 4,3 Milliarden IPv4-Adressen bzw.&nbsp;14,5 % aller möglichen IPv4-Adressen einen besonderen Zweck.


# Das Netz 127.0.0.0/8 bezieht sich auf den lokalen Computer (''[[loopback]] address''). Aus diesem Netzbereich ist oftmals die Adresse 127.0.0.1 mit dem [[Hostname]]n ''[[localhost]]'' ansprechbar. Adressen aus diesem Bereich dienen zur Kommunikation eines Client- mit einem Server-Prozess auf demselben Computer. Mit [[Kommandozeile]]nbefehlen wie <code>[[Secure Shell|ssh]] localhost</code> oder <code>[[File Transfer Protocol|ftp]] 127.0.0.1</code> können die Server auf einem lokalen Rechner angesprochen werden, etwa um ihr Funktionieren zu testen.
# Das Netz 127.0.0.0/8 bezieht sich auf den lokalen Computer (''[[loopback]] address'').  
# Die spezielle Adresse 255.255.255.255 kann neben der höchsten Geräteadresse im Netz ebenfalls als Broadcastadresse verwendet werden. Dadurch ist das Versenden von Broadcasts ohne Kenntnis weiterer Netzwerkparameter möglich. Dies ist für Protokolle wie [[Bootstrap Protocol|BOOTP]] und [[Dynamic Host Configuration Protocol|DHCP]] wichtig.
* Aus diesem Netzbereich ist oftmals die Adresse 127.0.0.1 mit dem [[Hostname]]n ''[[localhost]]'' ansprechbar.  
* Adressen aus diesem Bereich dienen zur Kommunikation eines Client- mit einem Server-Prozess auf demselben Computer.  
* Mit [[Kommandozeile]]nbefehlen wie <code>[[Secure Shell|ssh]] localhost</code> oder <code>[[File Transfer Protocol|ftp]] 127.0.0.1</code> können die Server auf einem lokalen Rechner angesprochen werden, etwa um ihr Funktionieren zu testen.
# Die spezielle Adresse 255.255.255.255 kann neben der höchsten Geräteadresse im Netz ebenfalls als Broadcastadresse verwendet werden.  
* Dadurch ist das Versenden von Broadcasts ohne Kenntnis weiterer Netzwerkparameter möglich.  
* Dies ist für Protokolle wie [[Bootstrap Protocol|BOOTP]] und [[Dynamic Host Configuration Protocol|DHCP]] wichtig.


Damit gibt es drei IP-Adresstypen:
Damit gibt es drei IP-Adresstypen:
* [[Unicast]]: Senden an einen bestimmten Empfänger im Internet (normale Adressierung).
* [[Unicast]]: Senden an einen bestimmten Empfänger im Internet (normale Adressierung).
* [[Broadcast]]: Senden an alle Geräte im selben Netz ([[Subnetz]]). Dieses wird bei IPv6 durch Multicast ersetzt.
* [[Broadcast]]: Senden an alle Geräte im selben Netz ([[Subnetz]]).  
* Dieses wird bei IPv6 durch Multicast ersetzt.
* [[Multicast]]: Senden an einige Geräte im selben Netz (oder Geräte im [[Multicast Backbone|Multicastbackbone-Netz]]).
* [[Multicast]]: Senden an einige Geräte im selben Netz (oder Geräte im [[Multicast Backbone|Multicastbackbone-Netz]]).


=== Nicht mehr reservierte IP-Adressen ===
=== Nicht mehr reservierte IP-Adressen ===
Mit dem RFC 5735 wurden ca. 50 Millionen IP-Adressen freigegeben. Die Reservierung der folgenden Adressbereiche wurde aufgehoben und zur Verteilung freigegeben.
Mit dem RFC 5735 wurden ca. 50 Millionen IP-Adressen freigegeben.  
* Die Reservierung der folgenden Adressbereiche wurde aufgehoben und zur Verteilung freigegeben.


{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
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=== DNS – Übersetzung von Rechnernamen in IP-Adressen ===
=== DNS – Übersetzung von Rechnernamen in IP-Adressen ===
Über das weltweit verfügbare [[Domain Name System|Domain Name System (DNS)]] können Namen in IP-Adressen (und umgekehrt) aufgelöst werden. Der Name ''www.example.com'' wird zum Beispiel in die IPv4-Adresse <code>93.184.216.34</code> und die IPv6-Adresse <code>2606:2800:220:1:248:1893:25c8:1946</code> übersetzt.
Über das weltweit verfügbare [[Domain Name System|Domain Name System (DNS)]] können Namen in IP-Adressen (und umgekehrt) aufgelöst werden.  
* Der Name ''www.example.com'' wird zum Beispiel in die IPv4-Adresse <code>93.184.216.34</code> und die IPv6-Adresse <code>2606:2800:220:1:248:1893:25c8:1946</code> übersetzt.


== Vergabe von IP-Adressen ==
== Vergabe von IP-Adressen ==
; Vergabe von IP-Adressen und Netzbereichen
[[IP-Adressen/Vergabe]]
=== IANA – Internet Assigned Numbers Authority ===
Die Vergabe von IP-Netzen im [[Internet]] wird von der [[Internet Assigned Numbers Authority|IANA]] geregelt. In den Anfangsjahren des Internets wurden IPv4-Adressen bzw.&nbsp;-Netze in großen Blöcken direkt von der IANA an Organisationen, Firmen oder Universitäten vergeben. Beispielsweise wurde der Bereich <code>13.0.0.0/8</code> und damit 16.777.216 Adressen der [[Xerox]] Corporation zugeteilt, ebenso erhielten [[Merck & Co., Inc.|Merck & Co.]] (<code>54.0.0.0/8</code>) und [[IBM]] (<code>9.0.0.0/8</code>) einen solch großen Bereich zugeteilt. Die einzige deutsche Firma, die einen /8 Bereich zugeteilt bekommen hat, ist die [[Debis|debis AG]] (<code>53.0.0.0/8</code>). Heute vergibt die IANA Blöcke an regionale Vergabestellen.
 
=== RIR – Regional Internet Registry ===
[[Datei:Regional Internet Registries world map.svg|mini|Zuständigkeitsbereiche der fünf RIR]]
Seit Februar 2005 gibt es fünf regionale Vergabestellen, die [[Regional Internet Registry|Regional Internet Registries]] (RIR) genannt werden:
 
* [[AfriNIC]] (African Network Information Centre) – zuständig für [[Afrika]]
* [[APNIC]] (Asia Pacific Network Information Centre) – zuständig für die Region [[Asien-Pazifik]]
* [[American Registry for Internet Numbers|ARIN]] (American Registry for Internet Numbers) – [[Nordamerika]]
* [[LACNIC]] (Latin-American and Caribbean Network Information Centre) – [[Lateinamerika]] und [[Karibik]]
* [[RIPE Network Coordination Centre|RIPE NCC]] (Réseaux IP Européens Network Coordination Centre) – [[Europa]], [[Naher Osten]], [[Zentralasien]].
 
Unter anderem für [[Deutschland]], [[Liechtenstein]], [[Österreich]] und die [[Schweiz]] ist also das RIPE NCC zuständig.
 
Die ''Regional Internet Registries'' vergeben die ihnen von der IANA zugeteilten Netze an lokale Vergabestellen.
 
=== LIR – Local Internet Registry ===
Die [[Local Internet Registry|Local Internet Registries]] (LIR) genannten lokalen Vergabestellen geben die ihnen von den RIRs zugeteilten Adressen an ihre Kunden weiter. Die Aufgabe der LIR erfüllen in der Regel [[Internet Service Provider]]. Kunden der LIR können entweder Endkunden oder weitere (Sub-)Provider sein.
 
Die Adressen können dem Kunden entweder permanent zugewiesen werden (''static IP address, feste IP-Adresse'') oder beim Aufbau der Internetverbindung dynamisch zugeteilt werden (''dynamic IP address, dynamische IP-Adresse''). Fest zugewiesene Adressen werden vor allem bei [[Standleitung]]en verwendet oder wenn [[Server]] auf der IP-Adresse betrieben werden sollen.
 
Welchem Endkunden oder welcher ''Local Internet Registry'' eine IP-Adresse bzw.&nbsp;ein Netz zugewiesen wurde, lässt sich über die [[Whois]]-Datenbanken der RIRs ermitteln.
 
=== Private Netze ===
[[Private IP-Adresse]]
In privaten, lokalen Netzen ([[Local Area Network|LAN]]) können selbst IP-Adressen vergeben werden. Dafür sollten für IPv4-Adressen aus den in RFC 1918 genannten [[Private IP-Adresse|privaten Netzen]] verwendet werden (zum Beispiel <code>192.168.1.1, 192.168.1.2, …</code>). Diese Adressen werden von der IANA nicht weiter vergeben und im Internet nicht geroutet. Um trotzdem eine Internet-Verbindung zu ermöglichen, werden in einem Router mittels [[Network Address Translation]] die [[Private IP-Adresse|LAN-internen Adressen]] in öffentliche, im Internet gültige IPv4-Adressen übersetzt. Bei Paketen, die an die öffentliche Adresse gerichtet ankommen, wird die öffentliche Adresse wiederum in die privaten Adressen zurückübersetzt. Zusätzlich ermöglicht NAT, dass alle Computer des lokalen Netzes nach außen unter derselben (also nur einer) im Internet gültigen IPv4-Adresse erscheinen, was „Adressen spart“. Die Zuordnung einer Kommunikation zwischen einem lokalen Computer mit privater Adresse und dem Server im Internet geschieht dann über die [[Port (Protokoll)|Portnummer]].
 
=== Netzklassen ===
Ursprünglich wurden IPv4-Adressen in [[Netzklasse]]n von A bis C mit verschiedenen Netzmasken eingeteilt. Klassen D und E waren für spezielle Aufgaben vorgesehen. Aufgrund der immer größer werdenden [[Router|Routing]]-Tabellen wurde 1993 das klassenlose Routing [[CIDR]] ''(Classless Interdomain Routing)'' eingeführt. Damit spielt es keine Rolle mehr, welcher Netzklasse eine IPv4-Adresse angehört.


== Gerätekonfiguration ==
== Gerätekonfiguration ==
=== Manuelle Konfiguration ===
=== Manuelle Konfiguration ===
Für Administratoren gibt es Konfigurationsprogramme. Unter Linux ist dies <code>ip</code>, unter Windows <code>netsh</code>, und andere [[unixoid]]e Betriebssysteme verwenden <code>[[ifconfig]]</code>. Zur Anzeige können selbige verwendet werden, wobei unter [[Microsoft Windows|Windows]] auch noch <code>[[ipconfig]]</code> oder <code>winipcfg</code> (je nach Version) zur Verfügung stehen.
Für Administratoren gibt es Konfigurationsprogramme.  
* Unter Linux ist dies <code>ip</code>, unter Windows <code>netsh</code>, und andere [[unixoid]]e Betriebssysteme verwenden <code>[[ifconfig]]</code>.  
* Zur Anzeige können selbige verwendet werden, wobei unter [[Microsoft Windows|Windows]] auch noch <code>[[ipconfig]]</code> oder <code>winipcfg</code> (je nach Version) zur Verfügung stehen.


'''Beispiel:''' Anzeige der laufenden Konfiguration
'''Beispiel:''' Anzeige der laufenden Konfiguration
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* ältere ifconfig: <code>ifconfig eth0 192.168.0.254 netmask 255.255.255.224 broadcast 192.168.0.255</code>
* ältere ifconfig: <code>ifconfig eth0 192.168.0.254 netmask 255.255.255.224 broadcast 192.168.0.255</code>


Die Angabe der Teile „broadcast 192.168.0.255“ bzw.&nbsp;„brd +“ sind optional. („brd +“ steht hier für die automatische Berechnung der Broadcast-Adresse, es kann auch eine spezifische Adresse angegeben werden. ifconfig berechnet die Broadcast-Adresse in neueren Versionen automatisch).
Die Angabe der Teile „broadcast 192.168.0.255“ bzw.&nbsp;„brd +“ sind optional. („brd +“ steht hier für die automatische Berechnung der Broadcast-Adresse, es kann auch eine spezifische Adresse angegeben werden.  
* ifconfig berechnet die Broadcast-Adresse in neueren Versionen automatisch).


=== Automatische Konfiguration ===
=== Automatische Konfiguration ===
Über Protokolle wie [[Bootstrap Protocol|BOOTP]] oder [[Dynamic Host Configuration Protocol|DHCP]] können IP-Adressen beim Hochfahren des Rechners durch einen entsprechenden [[Server]] zugewiesen werden. Auf dem Server wird dazu vom Administrator ein Bereich von IP-Adressen definiert, aus dem sich weitere Rechner beim Hochfahren eine Adresse entnehmen können. Diese Adresse wird an den Rechner ''geleast''. Rechner, die feste Adressen benötigen, können im [[Ethernet]]-Netz über ihre [[MAC-Adresse]] identifiziert werden und eine dauerhafte Adresse erhalten.
Über Protokolle wie [[Bootstrap Protocol|BOOTP]] oder [[Dynamic Host Configuration Protocol|DHCP]] können IP-Adressen beim Hochfahren des Rechners durch einen entsprechenden [[Server]] zugewiesen werden.  
* Auf dem Server wird dazu vom Administrator ein Bereich von IP-Adressen definiert, aus dem sich weitere Rechner beim Hochfahren eine Adresse entnehmen können.  
* Diese Adresse wird an den Rechner ''geleast''.  
* Rechner, die feste Adressen benötigen, können im [[Ethernet]]-Netz über ihre [[MAC-Adresse]] identifiziert werden und eine dauerhafte Adresse erhalten.


Vorteil hierbei ist die zentrale Verwaltung der Adressen. Ist nach der Installation des [[Betriebssystem]]s die automatische Konfiguration vorgesehen, müssen keine weiteren Einstellungen für den Netzzugriff mehr vorgenommen werden.
Vorteil hierbei ist die zentrale Verwaltung der Adressen.  
[[Mobilgerät]]e wie Laptops können sich Adressen teilen, wenn nicht alle Geräte gleichzeitig ans Netz angeschlossen werden. Daneben können sie ohne Änderung der Konfiguration bei Bedarf in verschiedene Netze (zum Beispiel Firma, Kundennetz, Heimnetz) integriert werden.
* Ist nach der Installation des [[Betriebssystem]]s die automatische Konfiguration vorgesehen, müssen keine weiteren Einstellungen für den Netzzugriff mehr vorgenommen werden.
[[Mobilgerät]]e wie Laptops können sich Adressen teilen, wenn nicht alle Geräte gleichzeitig ans Netz angeschlossen werden.  
* Daneben können sie ohne Änderung der Konfiguration bei Bedarf in verschiedene Netze (zum Beispiel Firma, Kundennetz, Heimnetz) integriert werden.


Für IPv6 gibt es zusätzlich noch die Möglichkeit der [[IPv6#Autokonfiguration|Autokonfiguration]], die ohne Server auskommt.
Für IPv6 gibt es zusätzlich noch die Möglichkeit der [[IPv6#Autokonfiguration|Autokonfiguration]], die ohne Server auskommt.


=== Dynamische Adressierung ===
=== Dynamische Adressierung ===
Wenn einem [[Host (Informationstechnik)|Host]] bei jeder neuen Verbindung mit einem Netz eine neue IP-Adresse zugewiesen wird, spricht man von ''dynamischer'' oder ''wechselnder Adressierung''. Im [[Local Area Network|LAN]]-Bereich ist die dynamische Adressierung per [[Dynamic Host Configuration Protocol|DHCP]] verbreitet, im Internetzugangsbereich wird dynamische Adressierung vor allem von [[Internetdienstanbieter|Internet-Service-Providern (ISP)]] eingesetzt, die Internet-Zugänge über [[Wählleitung]]en anbieten. Sie nutzen die dynamische Adressierung via [[Point-to-Point Protocol|PPP]] oder [[PPP over Ethernet|PPPoE]].
Wenn einem [[Host (Informationstechnik)|Host]] bei jeder neuen Verbindung mit einem Netz eine neue IP-Adresse zugewiesen wird, spricht man von ''dynamischer'' oder ''wechselnder Adressierung''.  
* Im [[Local Area Network|LAN]]-Bereich ist die dynamische Adressierung per [[Dynamic Host Configuration Protocol|DHCP]] verbreitet, im Internetzugangsbereich wird dynamische Adressierung vor allem von [[Internetdienstanbieter|Internet-Service-Providern (ISP)]] eingesetzt, die Internet-Zugänge über [[Wählleitung]]en anbieten.  
* Sie nutzen die dynamische Adressierung via [[Point-to-Point Protocol|PPP]] oder [[PPP over Ethernet|PPPoE]].


Vorteil der dynamischen Adressierung ist, dass im Durchschnitt deutlich weniger als eine IP-Adresse pro Kunde benötigt wird, da nie alle Kunden gleichzeitig online sind. Ein Verhältnis zwischen 1:10 und 1:20 ist üblich. Das [[RIPE Network Coordination Centre|RIPE NCC]] verlangt von seinen LIRs einen Nachweis über die Verwendung der ihnen zugewiesenen IP-Adressen. Eine feste Zuordnung von Adressen wird nur in begründeten Fällen akzeptiert, zum Beispiel für den Betrieb von Servern oder für Abrechnungszwecke.
Vorteil der dynamischen Adressierung ist, dass im Durchschnitt deutlich weniger als eine IP-Adresse pro Kunde benötigt wird, da nie alle Kunden gleichzeitig online sind.  
* Ein Verhältnis zwischen 1:10 und 1:20 ist üblich.  
* Das [[RIPE Network Coordination Centre|RIPE NCC]] verlangt von seinen LIRs einen Nachweis über die Verwendung der ihnen zugewiesenen IP-Adressen.  
* Eine feste Zuordnung von Adressen wird nur in begründeten Fällen akzeptiert, zum Beispiel für den Betrieb von Servern oder für Abrechnungszwecke.


Bei [[Digital Subscriber Line|DSL]]-Anbindung des Kunden verwenden die Provider meist ebenfalls dynamisch vergebene IPs.
Bei [[Digital Subscriber Line|DSL]]-Anbindung des Kunden verwenden die Provider meist ebenfalls dynamisch vergebene IPs.


=== Statische Adressierung ===
=== Statische Adressierung ===
Statische Adressierung wird prinzipiell überall dort verwendet, wo eine dynamische Adressierung technisch nicht möglich oder nicht sinnvoll ist. So erhalten in LANs zum Beispiel [[Gateway (Informatik)|Gateways]], [[Server]] oder Netzwerk-Drucker in der Regel feste IP-Adressen. Im Internet-Zugangsbereich wird statische Adressierung vor allem für Router an [[Standleitung]]en verwendet. Auch für [[Machine to Machine|Machine-to-Machine]]-Kommunikation wird insbesondere im Mobilfunkbereich ([[General Packet Radio Service|GPRS]]) zunehmend statische Adressierung verwendet. Statische Adressen werden meist manuell konfiguriert, können aber auch über automatische Adressierung (siehe oben) zugewiesen werden.
Statische Adressierung wird prinzipiell überall dort verwendet, wo eine dynamische Adressierung technisch nicht möglich oder nicht sinnvoll ist.  
* So erhalten in LANs zum Beispiel [[Gateway (Informatik)|Gateways]], [[Server]] oder Netzwerk-Drucker in der Regel feste IP-Adressen.  
* Im Internet-Zugangsbereich wird statische Adressierung vor allem für Router an [[Standleitung]]en verwendet.  
* Auch für [[Machine to Machine|Machine-to-Machine]]-Kommunikation wird insbesondere im Mobilfunkbereich ([[General Packet Radio Service|GPRS]]) zunehmend statische Adressierung verwendet.  
* Statische Adressen werden meist manuell konfiguriert, können aber auch über automatische Adressierung (siehe oben) zugewiesen werden.


=== Mehrere Adressen auf einer Netzwerkkarte ===
=== Mehrere Adressen auf einer Netzwerkkarte ===
Meist wird jeder [[Schnittstelle|Netzwerk-Schnittstelle]] (zum Beispiel Netzwerkkarte) eines [[Host (Informationstechnik)|Hosts]] genau eine IPv4-Adresse zugewiesen. In einigen Fällen (siehe unten) ist es allerdings notwendig, einer Schnittstelle mehrere IPv4-Adressen zuzuweisen. Dies wird auch als ''IP-Aliasing'' bezeichnet. Mehrere IPv4-Adressen auf einer Netzwerkkarte werden unter anderem verwendet, um mehrere gleiche [[Daemon|Services]] dort parallel zu betreiben, um einen Host aus verschiedenen Subnetzen erreichbar zu machen oder um einen Service logisch vom Host zu trennen, sodass er –&nbsp;mit seiner IPv4-Adresse und transparent für die Clients&nbsp;– auf eine andere Hardware verschoben werden kann.
Meist wird jeder [[Schnittstelle|Netzwerk-Schnittstelle]] (zum Beispiel Netzwerkkarte) eines [[Host (Informationstechnik)|Hosts]] genau eine IPv4-Adresse zugewiesen.  
* In einigen Fällen (siehe unten) ist es allerdings notwendig, einer Schnittstelle mehrere IPv4-Adressen zuzuweisen.  
* Dies wird auch als ''IP-Aliasing'' bezeichnet.  
* Mehrere IPv4-Adressen auf einer Netzwerkkarte werden unter anderem verwendet, um mehrere gleiche [[Daemon|Services]] dort parallel zu betreiben, um einen Host aus verschiedenen Subnetzen erreichbar zu machen oder um einen Service logisch vom Host zu trennen, sodass er –&nbsp;mit seiner IPv4-Adresse und transparent für die Clients&nbsp;– auf eine andere Hardware verschoben werden kann.


'''Beispiel''' (FreeBSD)
; FreeBSD
: Die Netzwerkschnittstelle fxp0 bekommt die IPv4-Adresse 192.168.2.254 mit einem /26-Subnetz als Alias
: Die Netzwerkschnittstelle fxp0 bekommt die IPv4-Adresse 192.168.2.254 mit einem /26-Subnetz als Alias
: <code>ifconfig fxp0 alias 192.168.2.254 netmask 255.255.255.192</code>
# ifconfig fxp0 alias 192.168.2.254 netmask 255.255.255.192


'''Beispiel''' (Linux)
; Linux
: Unter Linux wird einfach derselbe Befehl wie unter der [[#Manuelle Konfiguration|manuellen Konfiguration]] verwendet, um weitere Adressen hinzuzufügen.
: Unter Linux wird einfach derselbe Befehl wie unter der [[#Manuelle Konfiguration|manuellen Konfiguration]] verwendet, um weitere Adressen hinzuzufügen.
: <code>ip addr add 192.168.2.254/26 dev eth0</code>
# '''ip addr add 192.168.2.254/26 dev eth0'''


Bei IPv6 ist die Bindung mehrerer Adressen an eine Netzwerk-Schnittstelle die Regel, um beispielsweise eine link-lokale neben einer globalen Adresse und dynamisch vergebene Präfixe neben festen zu betreiben, oder um IPv6-Adressen mehrerer Internetprovider auf demselben Host zur Verfügung zu haben. Außerdem gelten die oben genannten Gründe wie für IPv4.
Bei IPv6 ist die Bindung mehrerer Adressen an eine Netzwerk-Schnittstelle die Regel, um beispielsweise eine link-lokale neben einer globalen Adresse und dynamisch vergebene Präfixe neben festen zu betreiben, oder um IPv6-Adressen mehrerer Internetprovider auf demselben Host zur Verfügung zu haben.  
* Außerdem gelten die oben genannten Gründe wie für IPv4.


=== Unterschiedliche Netze auf einem physischen Netz ===
=== Unterschiedliche Netze auf einem physischen Netz ===
Auf einem physischen Netz (zum Beispiel Ethernet-Netz) können unterschiedliche Netze (mit unterschiedlichem Netzwerk-Adressteil) aufgesetzt und gleichzeitig verwendet werden. Dies wird unter anderem eingesetzt, wenn später das Netz aufgeteilt werden soll oder wenn früher getrennte Netze zusammengefasst werden.
Auf einem physischen Netz (zum Beispiel Ethernet-Netz) können unterschiedliche Netze (mit unterschiedlichem Netzwerk-Adressteil) aufgesetzt und gleichzeitig verwendet werden.  
* Dies wird unter anderem eingesetzt, wenn später das Netz aufgeteilt werden soll oder wenn früher getrennte Netze zusammengefasst werden.


== Speicherung von IP-Adressen ==
== Speicherung von IP-Adressen ==
{{Staatslastig|DE|Betrifft=Abschnitt}}
Das deutsche [[Bundesverfassungsgericht]] urteilte am 2.&nbsp;März 2010, dass die Speicherung von IPs in Deutschland in ihrer bisherigen Umsetzung verfassungswidrig sei, da das Gesetz zur anlasslosen Speicherung umfangreicher Daten aller Nutzer elektronischer Kommunikationsdienste keine konkreten Maßnahmen zur Datensicherheit vorsehe.  
 
* Das Gericht hat zudem die Hürden für den Abruf dieser Daten als zu niedrig bewertet.  
Das deutsche [[Bundesverfassungsgericht]] urteilte am 2. März 2010, dass die Speicherung von IPs in Deutschland in ihrer bisherigen Umsetzung verfassungswidrig sei, da das Gesetz zur anlasslosen Speicherung umfangreicher Daten aller Nutzer elektronischer Kommunikationsdienste keine konkreten Maßnahmen zur Datensicherheit vorsehe. Das Gericht hat zudem die Hürden für den Abruf dieser Daten als zu niedrig bewertet. Das Urteil verpflichtete deutsche Telekommunikationsanbieter zur sofortigen Löschung gesammelter Daten. Die Vorratsdatenspeicherung sei nur unter schärferen Sicherheits- und Transparenzvorkehrungen sowie begrenzten Abrufmöglichkeiten für Sicherheitsbehörden grundsätzlich zulässig.
* Das Urteil verpflichtete deutsche Telekommunikationsanbieter zur sofortigen Löschung gesammelter Daten.  
* Die Vorratsdatenspeicherung sei nur unter schärferen Sicherheits- und Transparenzvorkehrungen sowie begrenzten Abrufmöglichkeiten für Sicherheitsbehörden grundsätzlich zulässig.


Einem Auskunftsgesuch der Staatsanwaltschaft ist nachzukommen bei Ermittlungsverfahren über schwere Straftaten.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.bverfg.de/pressemitteilungen/bvg08-037.html |titel=Bundesverfassungsgericht - Presse - Eilantrag in Sachen "Vorratsdatenspeicherung" teilweise erfolgreich |abruf=2022-09-29}}</ref> Die Speicherung von IP-Adressen zu anderen Zwecken (beispielsweise beim Besuch einer Internetseite, etwa in einer [[Logdatei]]) ist rechtlich ungeklärt.
Einem Auskunftsgesuch der Staatsanwaltschaft ist nachzukommen bei Ermittlungsverfahren über schwere Straftaten.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.bverfg.de/pressemitteilungen/bvg08-037.html |titel=Bundesverfassungsgericht - Presse - Eilantrag in Sachen "Vorratsdatenspeicherung" teilweise erfolgreich |abruf=2022-09-29}}</ref> Die Speicherung von IP-Adressen zu anderen Zwecken (beispielsweise beim Besuch einer Internetseite, etwa in einer [[Logdatei]]) ist rechtlich ungeklärt.


Das [[Amtsgericht Mitte]] (Berlin) erklärte im März 2007 IP-Adressen zu [[Personenbezogene Daten|personenbezogenen Daten]] im Sinne von {{§|3|BDSG 2003|buzer}} [[Bundesdatenschutzgesetz|BDSG]].<ref>AG Berlin-Mitte, Urteil vom 27. März 2007, Az. 5 C 314/06.</ref> Somit sei ihre Speicherung unzulässig. Das [[Amtsgericht München]] entschied Ende September 2008, dass IP-Adressen nicht als personenbezogene Daten zu werten sind. Somit sei deren Speicherung grundsätzlich zulässig.<ref>AG&nbsp;München, Urteil vom 30. September 2008, Az. 133 C 5677/08.</ref> Das Gericht knüpfte dies jedoch an Vorgaben: Die Zulässigkeit der Speicherung hänge von den Möglichkeiten dessen ab, der die Daten speichert. Kann er eine Person anhand der IP-Adresse identifizieren (etwa mit einem personalisierten [[Benutzerkonto]]), dann ist die automatische Speicherung unzulässig bzw.&nbsp;nur erlaubt, wenn der Benutzer zuvor seine ausdrückliche Erlaubnis gab.
Das [[Amtsgericht Mitte]] (Berlin) erklärte im März 2007 IP-Adressen zu [[Personenbezogene Daten|personenbezogenen Daten]] im Sinne von {{§|3|BDSG 2003|buzer}} [[Bundesdatenschutzgesetz|BDSG]].<ref>AG Berlin-Mitte, Urteil vom 27.&nbsp;März 2007, Az. 5 C 314/06.</ref> Somit sei ihre Speicherung unzulässig.  
* Das [[Amtsgericht München]] entschied Ende September 2008, dass IP-Adressen nicht als personenbezogene Daten zu werten sind.  
* Somit sei deren Speicherung grundsätzlich zulässig.<ref>AG&nbsp;München, Urteil vom 30.&nbsp;September 2008, Az. 133 C 5677/08.</ref> Das Gericht knüpfte dies jedoch an Vorgaben: Die Zulässigkeit der Speicherung hänge von den Möglichkeiten dessen ab, der die Daten speichert.  
* Kann er eine Person anhand der IP-Adresse identifizieren (etwa mit einem personalisierten [[Benutzerkonto]]), dann ist die automatische Speicherung unzulässig bzw.&nbsp;nur erlaubt, wenn der Benutzer zuvor seine ausdrückliche Erlaubnis gab.


Beide Urteile ergingen für IPv4-Adressen. Aufgrund des größeren Adressbereiches sind IPv6-Adressen unter Umständen rechtlich anders einzuordnen.<ref>[https://www.iitr.de/veroeffentlichungen/datenschutz-im-internet-aktuelle-diskussion-zur-frage-ob-ip-adressen-personenbezogene-daten-im-sinne-des-bdsg-sind.html Institut für IT-Recht] Datenschutz im Internet: Aktuelle Diskussion zur Frage, ob IP-Adressen personenbezogene Daten im Sinne des BDSG sind.</ref>
Beide Urteile ergingen für IPv4-Adressen.  
* Aufgrund des größeren Adressbereiches sind IPv6-Adressen unter Umständen rechtlich anders einzuordnen.<ref>[https://www.iitr.de/veroeffentlichungen/datenschutz-im-internet-aktuelle-diskussion-zur-frage-ob-ip-adressen-personenbezogene-daten-im-sinne-des-bdsg-sind.html Institut für IT-Recht] Datenschutz im Internet: Aktuelle Diskussion zur Frage, ob IP-Adressen personenbezogene Daten im Sinne des BDSG sind.</ref>


Hinzu kommt die Frage nach der Beweiskraft einer IP-Adresse aufgrund möglicher Fehlbedienungen oder Routen-Entführungen. Als im Jahre 2010 durch Einstellungsfehler beim [[Border Gateway Protocol#Sicherheit|Border Gateway Protocol (BGP)]] IP-Adressen von 37000 Netzen (nicht Nutzern) nach China geleitet wurden, entstand die Frage, welche Beweiskraft IP-Adressen zur Verfolgung von Straftaten zukommen könne. Zudem nahmen auch Geheimdienste BGP-Entführungen in ihr Werkzeug-Arsenal auf<!-- https://en.wikipedia.org/wiki/BGP_hijacking -->.
Hinzu kommt die Frage nach der Beweiskraft einer IP-Adresse aufgrund möglicher Fehlbedienungen oder Routen-Entführungen.  
An sich müssten alle Provider die Routingtabellen ihrer Kunden bei ihrem regionalen Internet-Registrar (in Europa RIPE) hinterlegen und jede falsche Route ablehnen. Falsche Routen wären dann auf ohnehin unsichere Teilnetze begrenzt. Nach einer [[EuGH]]-Entscheidung ist die Anschlussinhaberhaftung nicht allein an IP-Adressen festzumachen. Es bedarf weiterer Angaben vom Internetzugangsanbieter. Über die Beweiskraft dieser Informationen urteilen deutsche Gerichte verschieden, da nur der Anschlussinhaber ermittelt werden kann, nicht aber, welche Person zum fraglichen Zeitpunkt aktiv war.
* Als im Jahre 2010 durch Einstellungsfehler beim [[Border Gateway Protocol#Sicherheit|Border Gateway Protocol (BGP)]] IP-Adressen von 37000 Netzen (nicht Nutzern) nach China geleitet wurden, entstand die Frage, welche Beweiskraft IP-Adressen zur Verfolgung von Straftaten zukommen könne.  
Um Routen-Entführungen zu unterbinden, gibt es Vorschläge zur Speicherung der Routingtabellen sowie zur Einführung des 2017 entwickelten BGPsec, der Border Gateway Protocol Security Extension. Auch wurde die Zertifizierung per [[Resource Public Key Infrastructure]] (RPKI) für das BGP eingeführt. Nicht alle Internetprovider nutzen dies, wie Tests mit ''IsBGPsafeyet.com'' zeigen. In Deutschland unterstützen weder die Telekom noch Vodafone diese Sicherheitsmaßnahme.<ref>[https://www.heise.de/select/ix/2020/6/2009808214048504577 Vor 10 Jahren: Die Beweiskraft einer IP-Adresse.] In: ''[[iX – Magazin für professionelle Informationstechnik|iX]]'', 6/2020, S. 33.</ref>
* Zudem nahmen auch Geheimdienste BGP-Entführungen in ihr Werkzeug-Arsenal auf<!-- https://en.wikipedia.org/wiki/BGP_hijacking -->.
An sich müssten alle Provider die Routingtabellen ihrer Kunden bei ihrem regionalen Internet-Registrar (in Europa RIPE) hinterlegen und jede falsche Route ablehnen.  
* Falsche Routen wären dann auf ohnehin unsichere Teilnetze begrenzt.  
* Nach einer [[EuGH]]-Entscheidung ist die Anschlussinhaberhaftung nicht allein an IP-Adressen festzumachen.  
* Es bedarf weiterer Angaben vom Internetzugangsanbieter. Über die Beweiskraft dieser Informationen urteilen deutsche Gerichte verschieden, da nur der Anschlussinhaber ermittelt werden kann, nicht aber, welche Person zum fraglichen Zeitpunkt aktiv war.
Um Routen-Entführungen zu unterbinden, gibt es Vorschläge zur Speicherung der Routingtabellen sowie zur Einführung des 2017 entwickelten BGPsec, der Border Gateway Protocol Security Extension.  
* Auch wurde die Zertifizierung per [[Resource Public Key Infrastructure]] (RPKI) für das BGP eingeführt.  
* Nicht alle Internetprovider nutzen dies, wie Tests mit ''IsBGPsafeyet.com'' zeigen.  
* In Deutschland unterstützen weder die Telekom noch Vodafone diese Sicherheitsmaßnahme.<ref>[https://www.heise.de/select/ix/2020/6/2009808214048504577 Vor 10 Jahren: Die Beweiskraft einer IP-Adresse.] In: ''[[iX – Magazin für professionelle Informationstechnik|iX]]'', 6/2020, S. 33.</ref>


== Rückgewinnung von Zusatzinformationen ==
== Rückgewinnung von Zusatzinformationen ==
Mit Hilfe einer IP-Adresse können weitere Angaben über deren Benutzer mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit angenommen werden:
Mit Hilfe einer IP-Adresse können weitere Angaben über deren Benutzer mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit angenommen werden:
* [[Geotargeting]] versucht, auf den Aufenthaltsort (zumindest Staat, Region) rückzuschließen ([[Ortsbestimmung]]).
* [[Geotargeting]] versucht, auf den Aufenthaltsort (zumindest Staat, Region) rückzuschließen ([[Ortsbestimmung]]).
* Inhalte von einer nicht dynamischen IP-Adresse eines Unternehmens oder einer Behörde können mit hoher Wahrscheinlichkeit als von dort stammend angenommen werden; Seitenaufrufe von dort stammen vmtl. von einem Mitarbeiter.
* Inhalte von einer nicht dynamischen IP-Adresse eines Unternehmens oder einer Behörde können mit hoher Wahrscheinlichkeit als von dort stammend angenommen werden; Seitenaufrufe von dort stammen vmtl.  
* von einem Mitarbeiter.
<!-- * Wenn z.&nbsp;B.&nbsp;[[Sony]] per [[DHCP]] Besitzern websurf-fähiger Sony-Fernseher IP-Adressen fester Bereiche zuweist, sind die Nutzer mutmaßlich „Fernsehzuschauer“. // Siehe Kritik auf Disku-Seite -->
<!-- * Wenn z.&nbsp;B.&nbsp;[[Sony]] per [[DHCP]] Besitzern websurf-fähiger Sony-Fernseher IP-Adressen fester Bereiche zuweist, sind die Nutzer mutmaßlich „Fernsehzuschauer“. // Siehe Kritik auf Disku-Seite -->
* Wer mit einer IP-Adresse eines Mobilfunkanbieter-Netzes Webseiten eines Servers abruft, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Person, die mit dem Handy/Smartphone surft.
* Wer mit einer IP-Adresse eines Mobilfunkanbieter-Netzes Webseiten eines Servers abruft, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Person, die mit dem Handy/Smartphone surft.
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== Anhang ==
== Anhang ==
=== Siehe auch ===
=== Siehe auch ===
{{Special:PrefixIndex/IP-Adresse}}
{{Special:PrefixIndex/IP}}


==== Sicherheit ====
==== Sicherheit ====
==== Dokumentation ====
==== Dokumentation ====
===== RFC =====
===== RFC =====
===== Man-Pages =====
===== Man-Page =====
===== Info-Pages =====
===== Info-Pages =====
==== Links ====
==== Links ====
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<!-- 16-10-022: Wird als "nicht sicher!" angezeigt * [https://ip-info.org/ ip-info.org] (Gibt die eigene IP-Adresse sowie Informationen über den Standort aus) -->
<!-- 16-10-022: Wird als "nicht sicher!" angezeigt * [https://ip-info.org/ ip-info.org] (Gibt die eigene IP-Adresse sowie Informationen über den Standort aus) -->


[[Kategorie:IP-Adresse]]
[[Kategorie:IPv4/Adresse]]
[[Kategorie:Netzwerk/Adresse]]
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Aktuelle Version vom 6. November 2024, 12:22 Uhr

IP-Adresse - Adresse in Computernetzen, die – wie das Internet – auf dem Internetprotokoll (IP) basieren

Beschreibung

Sie wird Geräten zugewiesen, die an das Netz angebunden sind, macht die Geräte so adressierbar und damit erreichbar.
  • Die IP-Adresse kann einen einzelnen Empfänger oder eine Gruppe von Empfängern bezeichnen (Multicast, Broadcast).
  • Umgekehrt können einem Computer mehrere IP-Adressen zugeordnet sein.
Die IP-Adresse wird vor allem verwendet, um Daten von ihrem Absender zum vorgesehenen Empfänger zu transportieren. Ähnlich der Postanschrift auf einem Briefumschlag werden Datenpakete mit einer IP-Adresse versehen, die den Empfänger eindeutig identifiziert.
  • Aufgrund dieser Adresse können die „Poststellen“, die Router, entscheiden, in welche Richtung das Paket weitertransportiert werden soll.
  • Im Gegensatz zu Postadressen sind IP-Adressen nicht an einen bestimmten Ort gebunden.
Die bekannteste Notation der heute geläufigen IPv4-Adressen besteht aus vier Zahlen, die Werte von 0 bis 255 annehmen können und mit einem Punkt getrennt werden, beispielsweise 192.0.2.42.
  • Technisch gesehen ist die Adresse eine 32-stellige (IPv4) oder 128-stellige (IPv6) Binärzahl.

Grundlagen

Um eine Kommunikation zwischen zwei technischen Geräten aufzubauen, muss jedes der Geräte in der Lage sein, dem anderen Gerät Daten zu senden.
  • Damit diese Daten bei der richtigen Gegenstelle ankommen, muss diese eindeutig benannt (adressiert) werden.
  • Dies geschieht in IP-Netzen mit einer IP-Adresse.
  • So wird zum Beispiel ein Webserver von einem Webbrowser direkt über seine IP-Adresse angesprochen.
  • Der Browser fragt dazu bei einem Nameserver die IP-Adresse ab, die einer Domain (zum Beispiel „www.example.com“) zugeordnet ist.
  • Anschließend nutzt er diese IP-Adresse, um Daten an den Webserver zu senden.

IP-Adresse in IP-Datenpaketen

Jedes IP-Datenpaket beginnt mit einem Informationsbereich für die Beförderung durch die IP-Schicht, dem IP-Header.
  • Dieser Header enthält auch zwei Felder, in welche die IP-Adressen sowohl des Senders als auch des Empfängers eingetragen werden, bevor das Datenpaket verschickt wird.
  • Die Vermittlung geschieht auf der Schicht 3 im OSI-Modell, der Vermittlungsschicht.

Aufbau

Frühere Versionen

Das Internet wurde anfangs als Netz konzipiert, um mehrere bestehende Datennetze miteinander zu verbinden
  • Eine Organisation wie die IANA, die Institutionen IP-Bereiche nach Bedarf zuweist, gab es noch nicht.
  • In den Headern der früheren Varianten des Internetprotokolls gab es getrennte Felder, in denen eine Netzwerk-Adresse und eine Host-Adresse unabhängig voneinander definiert waren.
  • Die Netzwerk-Adresse war eine Netzwerk-Kennziffer in Form eines 8 Bit-Wertes, die Quell- und Zielnetz des jeweiligen Datenpaketes kennzeichnet.
  • Die für Arpanet, Cyclades und weitere Netze verwendeten Kennziffern waren festgelegt.
  • Die Host-Adresse hatte in der ersten Version des Internetprotokolls von 1974 eine Länge von 16 Bit, wurde aber bereits in der ersten Überarbeitung des Internetprotokolls auf 24 Bit erweitert.
  • So war es theoretisch bereits seit 1975 möglich, im Internet die gleiche Anzahl an Hosts zu adressieren, wie es heute noch auf Basis von IPv4 möglich ist.
  • Die Trennung von Netzwerk- und Host-Adresse entfiel, als im Jahre 1981 das IPv4-Protokoll eingeführt wurde und die IANA durch Einführung der Netzklassen dann IP-Adressbereiche in unterschiedlichen Größen vergab.
  • Durch komplexere Routing-Methoden und die Tatsache, dass es IP-Netze in unterschiedlichen Größen gab, wurde die Trennung von Netz- und Hostadresse obsolet, sodass die Adressen schlichtweg als IP-Adressen bezeichnet wurden, die lediglich abhängig von den jeweiligen Netzwerkgrößen einen individuellen Netz- und Host-Teil haben.[1]

IPv4

Die seit der Einführung der Version 4 des Internetprotokolls überwiegend verwendeten IPv4-Adressen bestehen aus 32 Bits, also 4 Oktetten (Bytes).
  • Damit sind 232, also 4.294.967.296 Adressen darstellbar.
  • In der dotted decimal notation werden die 4 Oktette als vier durch Punkte voneinander getrennte ganze Zahlen in Dezimaldarstellung im Bereich von 0 bis 255 geschrieben.

Beispiel: 203.0.113.195

siehe IPv4

IPv6

Durch den rasch steigenden Bedarf an IP-Adressen ist absehbar, dass der nutzbare Adressraum von IPv4 früher oder später erschöpft sein wird.
  • Vor allem aus diesem Grund wurde IPv6 entwickelt.
  • Es verwendet 128 Bit zur Speicherung von Adressen, damit sind 2128 = 25616 (= 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 ≈ 3,4 · 1038) Adressen darstellbar.
  • Diese Anzahl reicht aus, um für jeden Quadratmillimeter der Erdoberfläche mindestens 665.570.793.348.866.944 (= 6,65 · 1017)[2] IP-Adressen bereitzustellen.
  • Wenn es in jeder der ca. 2 Billionen Galaxien des bekannten Universums 100 Milliarden Planetensysteme mit je einem bewohnten Planeten gäbe, dann könnte man je Planet 1,7 · 1015 IP-Adressen vergeben.
  • Wenn die Planeten Erdgröße haben, wären das etwa 3 Adressen je m² der Planetenoberfläche.

Da die Dezimaldarstellung ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd.ddd unübersichtlich und schlecht handhabbar wäre, stellt man IPv6-Adressen hexadezimal dar.

  • Um diese Darstellung weiter zu vereinfachen, werden jeweils zwei Oktette der Adresse zusammengefasst und in Gruppen durch Doppelpunkt getrennt dargestellt. XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX.

Beispiel: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7344

Zur weiteren Verkürzung können Nullen am Beginn eines Blocks weggelassen werden.

  • Ein oder mehrere aufeinanderfolgende Blöcke, die nur aus Nullen bestehen, können durch :: ersetzt werden – jedoch höchstens einmal in der Adresse, so dass eindeutig auf acht Blöcke aufgefüllt werden kann.

Beispiel: 2001:db8:85a3::8a2e:370:7344

siehe IPv6

Netzwerkteil und Geräteteil

Jede IPv4-Adresse wird durch eine Netzmaske, jede IPv6-Adresse durch die Angabe der Präfixlänge, in einen Netzwerk- und einen Geräteteil („Hostteil“) getrennt.

  • Die Netzmaske, also die Präfixlänge, gibt an, an welchem Bit die Adresse geteilt werden muss.
  • Die von der Netzmaske maskierten oder von der Präfixlänge genannten Bits (Netzwerkteil) sind bei allen Hosts (Rechnern) eines Subnetzwerks identisch.
  • Die Information, ob ein Gerät im selben Subnetz liegt (d. h.
  • gleicher Netzwerkteil in der IP-Adresse), wird von einem Host benötigt, um Routing-Entscheidungen treffen zu können (siehe folgenden Abschnitt).

Beispiel

(klassenlose) IPv4-Adresse 203.0.113.195/27
Dezimal Binär Berechnung
IP-Adresse 203.000.113.195 11001011 00000000 01110001 11000011 ip-adresse
Netzmaske 255.255.255.224 11111111 11111111 11111111 111 00000 AND netzmaske
Netzwerkadr. 203.000.113.192 11001011 00000000 01110001 110 00000 = netzwerkteil
Dezimal Binär Berechnung
IP-Adresse 203.000.113.195 11001011 00000000 01110001 11000011 ip-adresse
Netzmaske 255.255.255.224 11111111 11111111 11111111 11100000 
00000000 00000000 00000000 00011111 || AND (NOT netzmaske)
Geräteteil 000.000.000.003 00000000 00000000 00000000 00000011 geräteteil

Bei einer Netzmaske mit 27 gesetzten Bits ergibt sich eine Netzadresse von 203.0.113.192.

  • Es verbleiben 5 Bits und damit 25 = 32 Adressen für den Geräteteil.
  • Hiervon werden noch je eine Adresse für das Netz selbst und für den Broadcast benötigt, so dass 30 Adressen für Geräte zur Verfügung stehen.

Routing

Routing eines HTTP-Pakets über drei Netze

Will ein Gerät ein IP-Paket versenden, werden die Netzwerkteile der Quell-IP-Adresse und Ziel-IP-Adresse verglichen.

  • Stimmen sie überein, befindet sich der Ziel-Host im selben Netz, und das Paket wird direkt an den Empfänger gesendet.
  • Im Falle von Ethernet-Netzen dient das ARP (Address Resolution Protocol) zum Auffinden der Hardwareadresse.
  • Das ARP arbeitet auf der zweiten Schicht des OSI-Modells und stellt die Verbindung zur ersten Schicht her.

Stimmen die Netzwerkteile dagegen nicht überein, so wird über eine Routingtabelle die IP-Adresse eines Routers (next hop) gesucht und das Paket an diesen Router gesendet.

  • Dieser hat über eine oder mehrere Schnittstellen Kontakt zu anderen Netzen und routet das Paket mit demselben Verfahren weiter – er konsultiert dazu seinerseits seine eigene Routingtabelle und sendet das Paket gegebenenfalls an den nächsten Router oder an das Ziel.
  • Bis zum Endgerät kann das Paket viele Netze und Router durchlaufen.
  • Das Durchlaufen eines Routers wird auch Hop (Sprung) genannt, das Routingverfahren Next Hop Routing.

Ein Router hat dabei für jede seiner Schnittstellen eine eigene IP-Adresse und Netzmaske, die zum jeweiligen Netz gehört.

  • Jedes IP-Paket wird einzeln geroutet.
  • Die Quell- und Zieladresse im IP-Header werden vom Sender gesetzt und bleiben, wenn keine Adress-Umsetzung stattfindet, während des gesamten Weges unverändert.

siehe Routing

Besondere IP-Adressen

Besondere IPv4-Adressen nach RFC 6890
CIDR-Adressblock Adressbereich Beschreibung RFC
0.0.0.0/8 0.0.0.0 bis 0.255.255.255 aktuelles Netz (nur als Quelladresse gültig) RFC 3232 (ersetzt RFC 1700)
10.0.0.0/8 10.0.0.0 bis 10.255.255.255 Netzwerk für den privaten Gebrauch RFC 1918
100.64.0.0/10 100.64.0.0 bis 100.127.255.255 Mehrfach benutzter Adressbereich für Provider-NAT (siehe Carrier-grade NAT) RFC 6598
127.0.0.0/8(1) 127.0.0.0 bis 127.255.255.255 Localnet RFC 3330
169.254.0.0/16 169.254.0.0 bis 169.254.255.255 Zeroconf RFC 3927
172.16.0.0/12 172.16.0.0 bis 172.31.255.255 Netzwerk für den privaten Gebrauch RFC 1918
192.0.0.0/24 192.0.0.0 bis 192.0.0.255 reserviert, aber zur Vergabe vorgesehen
192.0.0.0/29 192.0.0.0 bis 192.0.0.7 Dual-Stack Lite (DS-Lite), IPv4- und IPv6 Übergangsmechanismus mit globaler IPv6-Adresse und Provider-NAT für IPv4 RFC 6333
192.0.2.0/24 192.0.2.0 bis 192.0.2.255 Dokumentation und Beispielcode (TEST-NET-1) RFC 5737 (ersetzt RFC 3330)
192.88.99.0/24 192.88.99.0 bis 192.88.99.255 6to4-Anycast-Weiterleitungspräfix RFC 3068
192.168.0.0/16 192.168.0.0 bis 192.168.255.255 Netzwerk für den privaten Gebrauch RFC 1918
198.18.0.0/15 198.18.0.0 bis 198.19.255.255 Netz-Benchmark-Tests RFC 2544
198.51.100.0/24 198.51.100.0 bis 198.51.100.255 Dokumentation und Beispielcode (TEST-NET-2) RFC 5737
203.0.113.0/24 203.0.113.0 bis 203.0.113.255 Dokumentation und Beispielcode (TEST-NET-3) RFC 5737
224.0.0.0/4 224.0.0.0 bis 239.255.255.255 Multicasts (früheres Klasse-D-Netz) RFC 3171
240.0.0.0/4 240.0.0.0 bis 255.255.255.255 reserviert (früheres Klasse-E-Netz) RFC 3232 (ersetzt RFC 1700)
255.255.255.2552) 255.255.255.255 Broadcast

Nach dieser Liste erfüllen 622.199.809 von rund 4,3 Milliarden IPv4-Adressen bzw. 14,5 % aller möglichen IPv4-Adressen einen besonderen Zweck.

  1. Das Netz 127.0.0.0/8 bezieht sich auf den lokalen Computer (loopback address).
  • Aus diesem Netzbereich ist oftmals die Adresse 127.0.0.1 mit dem Hostnamen localhost ansprechbar.
  • Adressen aus diesem Bereich dienen zur Kommunikation eines Client- mit einem Server-Prozess auf demselben Computer.
  • Mit Kommandozeilenbefehlen wie ssh localhost oder ftp 127.0.0.1 können die Server auf einem lokalen Rechner angesprochen werden, etwa um ihr Funktionieren zu testen.
  1. Die spezielle Adresse 255.255.255.255 kann neben der höchsten Geräteadresse im Netz ebenfalls als Broadcastadresse verwendet werden.
  • Dadurch ist das Versenden von Broadcasts ohne Kenntnis weiterer Netzwerkparameter möglich.
  • Dies ist für Protokolle wie BOOTP und DHCP wichtig.

Damit gibt es drei IP-Adresstypen:

  • Unicast: Senden an einen bestimmten Empfänger im Internet (normale Adressierung).
  • Broadcast: Senden an alle Geräte im selben Netz (Subnetz).
  • Dieses wird bei IPv6 durch Multicast ersetzt.
  • Multicast: Senden an einige Geräte im selben Netz (oder Geräte im Multicastbackbone-Netz).

Nicht mehr reservierte IP-Adressen

Mit dem RFC 5735 wurden ca. 50 Millionen IP-Adressen freigegeben.

  • Die Reservierung der folgenden Adressbereiche wurde aufgehoben und zur Verteilung freigegeben.
CIDR-Adressblock Adressbereich Anzahl Beschreibung RFC
14.0.0.0/8 14.0.0.0 bis 14.255.255.255 16.777.216 Öffentliches Datennetz RFC 3232 (ersetzt RFC 1700)
24.0.0.0/8 24.0.0.0 bis 24.255.255.255 16.777.216 Cable Television Networks
39.0.0.0/8 39.0.0.0 bis 39.255.255.255 16.777.216 im Januar 2011 an das APNIC vergeben RFC 1797
128.0.0.0/16 128.0.0.0 bis 128.0.255.255 65.536 im November 2010 an das RIPE NCC vergeben[3]
191.255.0.0/16 191.255.0.0 bis 191.255.255.255 65.536 reserviert, aber zur Vergabe vorgesehen
223.255.255.0/24 223.255.255.0 bis 223.255.255.255 256 reserviert, aber zur Vergabe vorgesehen RFC 3330

DNS – Übersetzung von Rechnernamen in IP-Adressen

Über das weltweit verfügbare Domain Name System (DNS) können Namen in IP-Adressen (und umgekehrt) aufgelöst werden.

  • Der Name www.example.com wird zum Beispiel in die IPv4-Adresse 93.184.216.34 und die IPv6-Adresse 2606:2800:220:1:248:1893:25c8:1946 übersetzt.

Vergabe von IP-Adressen

IP-Adressen/Vergabe

Gerätekonfiguration

Manuelle Konfiguration

Für Administratoren gibt es Konfigurationsprogramme.

  • Unter Linux ist dies ip, unter Windows netsh, und andere unixoide Betriebssysteme verwenden ifconfig.
  • Zur Anzeige können selbige verwendet werden, wobei unter Windows auch noch ipconfig oder winipcfg (je nach Version) zur Verfügung stehen.

Beispiel: Anzeige der laufenden Konfiguration

  • Linux: ip addr; ip route show table all
  • Windows: netsh dump

Beispiel: Der Netzschnittstelle eth0/LAN-Verbindung 1 wird die IPv6-Adresse 2a01:db8::123 in einem /64-Subnetz zugewiesen.

  • Linux: ip addr add 2001:db8::123/64 dev eth0
  • Windows: netsh interface ipv6 add address interface="LAN-Verbindung 1" address=2001:db8::123

Beispiel: Zuweisung der IPv4-Adresse 192.168.0.254/27:

  • Linux: ip addr add 192.168.0.254/27 brd + dev eth0
  • Unix (FreeBSD, Mac OS X): ifconfig eth0 192.168.0.254/27
  • ältere ifconfig: ifconfig eth0 192.168.0.254 netmask 255.255.255.224 broadcast 192.168.0.255

Die Angabe der Teile „broadcast 192.168.0.255“ bzw. „brd +“ sind optional. („brd +“ steht hier für die automatische Berechnung der Broadcast-Adresse, es kann auch eine spezifische Adresse angegeben werden.

  • ifconfig berechnet die Broadcast-Adresse in neueren Versionen automatisch).

Automatische Konfiguration

Über Protokolle wie BOOTP oder DHCP können IP-Adressen beim Hochfahren des Rechners durch einen entsprechenden Server zugewiesen werden.

  • Auf dem Server wird dazu vom Administrator ein Bereich von IP-Adressen definiert, aus dem sich weitere Rechner beim Hochfahren eine Adresse entnehmen können.
  • Diese Adresse wird an den Rechner geleast.
  • Rechner, die feste Adressen benötigen, können im Ethernet-Netz über ihre MAC-Adresse identifiziert werden und eine dauerhafte Adresse erhalten.

Vorteil hierbei ist die zentrale Verwaltung der Adressen.

  • Ist nach der Installation des Betriebssystems die automatische Konfiguration vorgesehen, müssen keine weiteren Einstellungen für den Netzzugriff mehr vorgenommen werden.

Mobilgeräte wie Laptops können sich Adressen teilen, wenn nicht alle Geräte gleichzeitig ans Netz angeschlossen werden.

  • Daneben können sie ohne Änderung der Konfiguration bei Bedarf in verschiedene Netze (zum Beispiel Firma, Kundennetz, Heimnetz) integriert werden.

Für IPv6 gibt es zusätzlich noch die Möglichkeit der Autokonfiguration, die ohne Server auskommt.

Dynamische Adressierung

Wenn einem Host bei jeder neuen Verbindung mit einem Netz eine neue IP-Adresse zugewiesen wird, spricht man von dynamischer oder wechselnder Adressierung.

Vorteil der dynamischen Adressierung ist, dass im Durchschnitt deutlich weniger als eine IP-Adresse pro Kunde benötigt wird, da nie alle Kunden gleichzeitig online sind.

  • Ein Verhältnis zwischen 1:10 und 1:20 ist üblich.
  • Das RIPE NCC verlangt von seinen LIRs einen Nachweis über die Verwendung der ihnen zugewiesenen IP-Adressen.
  • Eine feste Zuordnung von Adressen wird nur in begründeten Fällen akzeptiert, zum Beispiel für den Betrieb von Servern oder für Abrechnungszwecke.

Bei DSL-Anbindung des Kunden verwenden die Provider meist ebenfalls dynamisch vergebene IPs.

Statische Adressierung

Statische Adressierung wird prinzipiell überall dort verwendet, wo eine dynamische Adressierung technisch nicht möglich oder nicht sinnvoll ist.

  • So erhalten in LANs zum Beispiel Gateways, Server oder Netzwerk-Drucker in der Regel feste IP-Adressen.
  • Im Internet-Zugangsbereich wird statische Adressierung vor allem für Router an Standleitungen verwendet.
  • Auch für Machine-to-Machine-Kommunikation wird insbesondere im Mobilfunkbereich (GPRS) zunehmend statische Adressierung verwendet.
  • Statische Adressen werden meist manuell konfiguriert, können aber auch über automatische Adressierung (siehe oben) zugewiesen werden.

Mehrere Adressen auf einer Netzwerkkarte

Meist wird jeder Netzwerk-Schnittstelle (zum Beispiel Netzwerkkarte) eines Hosts genau eine IPv4-Adresse zugewiesen.

  • In einigen Fällen (siehe unten) ist es allerdings notwendig, einer Schnittstelle mehrere IPv4-Adressen zuzuweisen.
  • Dies wird auch als IP-Aliasing bezeichnet.
  • Mehrere IPv4-Adressen auf einer Netzwerkkarte werden unter anderem verwendet, um mehrere gleiche Services dort parallel zu betreiben, um einen Host aus verschiedenen Subnetzen erreichbar zu machen oder um einen Service logisch vom Host zu trennen, sodass er – mit seiner IPv4-Adresse und transparent für die Clients – auf eine andere Hardware verschoben werden kann.
FreeBSD
Die Netzwerkschnittstelle fxp0 bekommt die IPv4-Adresse 192.168.2.254 mit einem /26-Subnetz als Alias
# ifconfig fxp0 alias 192.168.2.254 netmask 255.255.255.192
Linux
Unter Linux wird einfach derselbe Befehl wie unter der manuellen Konfiguration verwendet, um weitere Adressen hinzuzufügen.
# ip addr add 192.168.2.254/26 dev eth0

Bei IPv6 ist die Bindung mehrerer Adressen an eine Netzwerk-Schnittstelle die Regel, um beispielsweise eine link-lokale neben einer globalen Adresse und dynamisch vergebene Präfixe neben festen zu betreiben, oder um IPv6-Adressen mehrerer Internetprovider auf demselben Host zur Verfügung zu haben.

  • Außerdem gelten die oben genannten Gründe wie für IPv4.

Unterschiedliche Netze auf einem physischen Netz

Auf einem physischen Netz (zum Beispiel Ethernet-Netz) können unterschiedliche Netze (mit unterschiedlichem Netzwerk-Adressteil) aufgesetzt und gleichzeitig verwendet werden.

  • Dies wird unter anderem eingesetzt, wenn später das Netz aufgeteilt werden soll oder wenn früher getrennte Netze zusammengefasst werden.

Speicherung von IP-Adressen

Das deutsche Bundesverfassungsgericht urteilte am 2. März 2010, dass die Speicherung von IPs in Deutschland in ihrer bisherigen Umsetzung verfassungswidrig sei, da das Gesetz zur anlasslosen Speicherung umfangreicher Daten aller Nutzer elektronischer Kommunikationsdienste keine konkreten Maßnahmen zur Datensicherheit vorsehe.

  • Das Gericht hat zudem die Hürden für den Abruf dieser Daten als zu niedrig bewertet.
  • Das Urteil verpflichtete deutsche Telekommunikationsanbieter zur sofortigen Löschung gesammelter Daten.
  • Die Vorratsdatenspeicherung sei nur unter schärferen Sicherheits- und Transparenzvorkehrungen sowie begrenzten Abrufmöglichkeiten für Sicherheitsbehörden grundsätzlich zulässig.

Einem Auskunftsgesuch der Staatsanwaltschaft ist nachzukommen bei Ermittlungsverfahren über schwere Straftaten.[4] Die Speicherung von IP-Adressen zu anderen Zwecken (beispielsweise beim Besuch einer Internetseite, etwa in einer Logdatei) ist rechtlich ungeklärt.

Das Amtsgericht Mitte (Berlin) erklärte im März 2007 IP-Adressen zu personenbezogenen Daten im Sinne von Vorlage:§ BDSG.[5] Somit sei ihre Speicherung unzulässig.

  • Das Amtsgericht München entschied Ende September 2008, dass IP-Adressen nicht als personenbezogene Daten zu werten sind.
  • Somit sei deren Speicherung grundsätzlich zulässig.[6] Das Gericht knüpfte dies jedoch an Vorgaben: Die Zulässigkeit der Speicherung hänge von den Möglichkeiten dessen ab, der die Daten speichert.
  • Kann er eine Person anhand der IP-Adresse identifizieren (etwa mit einem personalisierten Benutzerkonto), dann ist die automatische Speicherung unzulässig bzw. nur erlaubt, wenn der Benutzer zuvor seine ausdrückliche Erlaubnis gab.

Beide Urteile ergingen für IPv4-Adressen.

  • Aufgrund des größeren Adressbereiches sind IPv6-Adressen unter Umständen rechtlich anders einzuordnen.[7]

Hinzu kommt die Frage nach der Beweiskraft einer IP-Adresse aufgrund möglicher Fehlbedienungen oder Routen-Entführungen.

  • Als im Jahre 2010 durch Einstellungsfehler beim Border Gateway Protocol (BGP) IP-Adressen von 37000 Netzen (nicht Nutzern) nach China geleitet wurden, entstand die Frage, welche Beweiskraft IP-Adressen zur Verfolgung von Straftaten zukommen könne.
  • Zudem nahmen auch Geheimdienste BGP-Entführungen in ihr Werkzeug-Arsenal auf.

An sich müssten alle Provider die Routingtabellen ihrer Kunden bei ihrem regionalen Internet-Registrar (in Europa RIPE) hinterlegen und jede falsche Route ablehnen.

  • Falsche Routen wären dann auf ohnehin unsichere Teilnetze begrenzt.
  • Nach einer EuGH-Entscheidung ist die Anschlussinhaberhaftung nicht allein an IP-Adressen festzumachen.
  • Es bedarf weiterer Angaben vom Internetzugangsanbieter. Über die Beweiskraft dieser Informationen urteilen deutsche Gerichte verschieden, da nur der Anschlussinhaber ermittelt werden kann, nicht aber, welche Person zum fraglichen Zeitpunkt aktiv war.

Um Routen-Entführungen zu unterbinden, gibt es Vorschläge zur Speicherung der Routingtabellen sowie zur Einführung des 2017 entwickelten BGPsec, der Border Gateway Protocol Security Extension.

  • Auch wurde die Zertifizierung per Resource Public Key Infrastructure (RPKI) für das BGP eingeführt.
  • Nicht alle Internetprovider nutzen dies, wie Tests mit IsBGPsafeyet.com zeigen.
  • In Deutschland unterstützen weder die Telekom noch Vodafone diese Sicherheitsmaßnahme.[8]

Rückgewinnung von Zusatzinformationen

Mit Hilfe einer IP-Adresse können weitere Angaben über deren Benutzer mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit angenommen werden:

  • Geotargeting versucht, auf den Aufenthaltsort (zumindest Staat, Region) rückzuschließen (Ortsbestimmung).
  • Inhalte von einer nicht dynamischen IP-Adresse eines Unternehmens oder einer Behörde können mit hoher Wahrscheinlichkeit als von dort stammend angenommen werden; Seitenaufrufe von dort stammen vmtl.
  • von einem Mitarbeiter.
  • Wer mit einer IP-Adresse eines Mobilfunkanbieter-Netzes Webseiten eines Servers abruft, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Person, die mit dem Handy/Smartphone surft.



Anhang

Siehe auch

Sicherheit

Dokumentation

RFC
Man-Page
Info-Pages

Links

Projekt
Weblinks
  1. https://de.wikipedia.org/wiki/IP-Adresse
  2. IANA – Internet Assigned Numbers Authority: iana.org (Mit Informationen zu IP-Adressen, englisch)
  3. iplocation.net: What is My IP Location? (Geolocation) (englisch)
  • RIPE – Réseaux IP Européens, ripe.net gibt unter anderem registrierte IP-Adress-Eigentümer aus (englisch)
  1. RFC 3330 Special-Use IP Addresses (englisch)
  1. ↑
  2. ↑ nach:Joseph Davies: Understanding IPv6.
    • Microsoft Press 2002, ISBN 0-7356-1245-5, 2^128 Adressen pro 510 Millionen Quadratkilometer
  3. ↑
  4. ↑
  5. ↑ AG Berlin-Mitte, Urteil vom 27. März 2007, Az. 5 C 314/06.
  6. ↑ AG München, Urteil vom 30. September 2008, Az. 133 C 5677/08.
  7. ↑ Institut für IT-Recht Datenschutz im Internet: Aktuelle Diskussion zur Frage, ob IP-Adressen personenbezogene Daten im Sinne des BDSG sind.
  8. ↑ Vor 10 Jahren: Die Beweiskraft einer IP-Adresse. In: iX, 6/2020, S. 33.
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