Das Einmaleins der IP-Adressen: Begriffe und Basics zu IPv4, IPv6 & Co.

Jeder kennt den Begriff und jeder Computer benötigt sie. Sie sind eine Art Telefonnummer oder Wohnadresse, die dafür zuständig sind, dass jedes Gerät innerhalb eines Netzwerkes identifiziert werden kann: die IP-Adressen. Was eine IP-Adresse ist, wie wir in Zukunft Netzwerkadressen vergeben und was der DNS-Cache damit zu tun hat, gibt es hier zu lesen. [...]

Stefan Leuenberger ist Chief Information Officer beim Hosting-Provider HOSTSTAR – Multimedia Networks AG. Er sieht die stetig wachsenden Anforderungen an die Hosting-Industrie als Chance, Wege zu finden, welche Website-Betreibern den Einstieg ins Internet erleichtern und teilt in diesem Beitrag sein Wissen über IP-Adressen. (c) HOSTSTAR

Was ist eine IP-Adresse?

Alle Geräte in einem Netzwerk besitzen eine IP-Adresse. Sie dient dazu, jeden vernetzten Computer, vom PC bis zum Kühlschrank, zu identifizieren. Denn um eine Kommunikation zwischen zwei technischen Geräten aufzubauen, muss jedes der Geräte andere Geräte erkennen können. Dabei gibt es interne und externe IP-Adressen (dazu gleich mehr).
Damit die Daten an der richtigen Stelle ankommen, muss diese eindeutig benannt werden. Dies geschieht mithilfe der IP-Adresse, die jedes Gerät hat. Eine IP-Adresse ist mit einer Wohnanschrift zu vergleichen: eindeutig identifizierbar und zu einer bestimmten Zeit immer einem Gerät zugeordnet. Die interne IP-Adresse ist privat und wird nur von anderen Geräten im lokalen Netzwerk erkannt.

Was ist der Unterschied zwischen externer und interner IP-Adresse?

Es gibt jedoch eine weitere, öffentliche bzw. externe IP-Adresse, die dem Modem vom Internetprovider zugewiesen wird und die alle anderen Geräte im Internet sehen können. Der Router dient dabei als Schnittstelle und Kontakt zur Außenwelt oder als Brücke zwischen zwei Netzwerken.

Router sind so konfiguriert, dass sie IP-Adressen automatisch vergeben, sobald sich ein Gerät in einem Netzwerk anmeldet. Eine IP-Adresse ist daher die Vorrausetzung, um Daten zu versenden und zu erhalten – kurz gesagt, um Internetseiten zu öffnen, Mails zu versenden, per PayPal zu bezahlen etc. Dabei hat jeder Router zwei IP-Adressen. Die externe IP-Adresse, die Richtung Internet fungiert, wird direkt vom Internetprovider festgelegt. Die zweite IP-Adresse ist privat, kann selbst geändert werden und kommuniziert mit dem Heimnetz. Der Router dient als Vermittler und von außen betrachtet kommunizieren alle Geräte im Heimnetzwerk über eine einzige öffentliche IP-Adresse mit dem Internet.

Drei wichtige Begriffe: DHCP, DNS und Subnetzmaske

Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP): Dieses Kommunikationsprotokoll weist jedem Gerät bzw. Host eine einzigartige IP-Adresse zu. Die Zuweisung kann ebenso manuell geschehen, was allerdings sehr lang dauert und äußerst fehleranfällig ist. DHCP erleichtert die Verteilung von IP-Adressen also ungemein, indem es allen Clients einen Server zuweist. Der DHCP-Server ist der Ort im Netzwerk, wo alle verfügbaren IP-Adressen verwaltet werden. Wenn es um Heimnetzwerke geht, ist der Server oft bereits in den Router integriert und kann bei Bedarf deaktiviert werden.

DNS-Server: Das Domain Name System sorgt für die Umwandlung von numerischen IP-Adressen in Namen, die man sich leicht merken kann. Das DNS wird gerne mit einem digitalen „Telefonbuch“ verglichen. Es tut nämlich nichts anderes, als mithilfe eines Nameservers jede einzelne IP-Adresse in eine Domain zu übersetzen. Dadurch wird in der Browserleiste der Domainname angezeigt und nicht die numerische IP-Adresse. In unserem Fall würde man statt computerwelt.at die Zahl 37.252.235.242 sehen.

Expertentipp: Wenn man eine Domain registrieren möchte, kann es schnell der Fall sein, dass diese bereits vergeben ist. Mit einem Domaincheck lässt sich schnell und einfach die Verfügbarkeit von Domains prüfen. So bekommt man einen Überblick über freie Domains, sodass der Registration nichts mehr im Wege steht.

Subnetzmaske: Ein gesamtes Netzwerk besteht aus mehreren Teilnetzen, den Subnetzen. Mit der Subnetzmaske wiederum sind der Netz- und Hostanteil einer IP-Adresse gemeint. Das ist wichtig, da über die Subnetzmaske bestimmt werden kann, wie viele Geräte in einem Netzwerk eine eigene IP-Adresse zugewiesen bekommen können, bevor es ausgeschöpft ist.

Die Entwicklung des Internet Protocols: IPv4 vs. IPv6

Beim Thema DNS-Server stößt man jedoch auch unweigerlich auf die Begriffe IPv4 und IPv6. Was bedeuten diese Kürzel und was haben sie mit IP-Adressen zu tun? Hier das Wichtigste auf einen Blick:

  • IP steht für Internet Protocol. Mit dem Zusatz v4/v6 ist die jeweilige Version dieses Protokolls gemeint.
  • IPv4 ist zwar älter, aber bislang noch häufiger im Einsatz als IPv6. Das liegt daran, dass längst nicht alle Geräte für den neuen Standard bereit sind.
  • IPv4 existiert seit den 80er Jahren und ist das erste öffentliche IP. Es gibt auch IPv5, das aber nie an die Öffentlichkeit ging.
  • IPv4 und IPv6 sind untereinander nicht kompatibel und existieren derzeit als parallele Standards.
  • Früher oder später dürfte sich IPv6 endgültig etablieren, da IPv4 für die stetig wachsende Weltbevölkerung nicht genug IP-Adressen zur Verfügung stellen kann.
  • IPv4 setzt sich aus 12 Ziffern zusammen, während IPv6 stolze 32 Stellen hat und aus einer Zahlen-Buchstaben-Kombination besteht.
  • IPv6 hat höhere Kapazitäten, d. h. es können mehr IP-Adressen vergeben werden. Es ist zudem sicherer als IPv4.
  • Von der Anwendung her unterscheiden sich IPv4 und IPv6 nur darin, dass bei der Änderung des DNS-Servers jeweils andere Adressen angegeben werden müssen – und dass das Gerät IPv6-fähig sein muss.

Fazit

Die Zukunft des Internets und Entwicklungen wie das Internet der Dinge, kurz IoT, verlangen nach immer mehr IP-Adressen, da es immer mehr internetfähige Geräte gibt. IPv4-Adressen mit ihrer Kapazität von 2^32 Bits und ihren 4 294 967 296 verschiedenen Adress-Möglichkeiten reichen da nicht mehr aus! Die IPv6-Variante, die unglaubliche 340 Sextillionen verschiedene IP-Adressen möglich macht, ist deshalb die Zukunft. Also ein Fun Fact zum Abschluss: Mittels IPv6 ist es möglich, weltweit pro Quadratmeter 1.500 IP-Adressen zu vergeben!

Stefan Leuenberger ist Chief Information Officer beim Hosting-Provider HOSTSTAR – Multimedia Networks AG. Er sieht die stetig wachsenden Anforderungen an die Hosting-Industrie als Chance, Wege zu finden, welche Website-Betreibern den Einstieg ins Internet erleichtern und teilt in diesem Beitrag sein Wissen über IP-Adressen.


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