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IP Adressen

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IP-Adressen sind eindeutige IDs innerhalb eines Netzwerkes. Sie werden Entweder Dynamisch (DHCP) oder Statisch (manuell) vergeben. Es gibt sie in zwei formen:

Zudem definieren IP-Adressen auch Netzwerkbereiche, dies passiert mittels Subnetzmasken.
Man findet sie auf OSI-Schicht 3.

Aufbau von IP-Adressen

Die folgenden Beispiele gelten für IPv4 und IPv6- Adressen, der einzige Unterschied ist die Schreibweise und Länge der IP-Adressen. Zur leichteren Lesbarkeit werden nun IPv4-Adressen verwendet.

SubnetzmaskeIP-AdresseSchreibweise
255.255.255.0192.168.1.37Decimal
11111111 11111111 1111111 0000000011000000 10101000 00000001 00100101Binär

An den stellen, wo die Subnetzmaske die Einser hat ist der sogenannte Netz-Anteil, da wo die Nuller sind ist der sogenannte Host-Anteil. Der Netz-Anteil darf dann nicht verändert werden. Also wären gültige Adressen von 192.168.1.0 bis 192.168.1.255.
Eine kürzere Schreibweise ist “Netzadresse/länge” des Netzanteils in Bit.
Beispiel für IPv4:

  • 192.168.1.0/24 Beispiel für IPv6:
  • fe05::1/16

IPv4

IPv4 (lang Internet Protokoll Version 4) kümmert sich darum, dass IP-Adressen (der vierten Version) gefunden werden.

IPv4 Aufbau

IPv4-Adressen bestehen aus vier Oktetten, die in gepunkteter Decimal-Schreibweise dargestellt werden.
z. B.:

AdresseSchreibform
11000000 10101000 00000001 00100101Binär
192.168.1.37gepunktete Decimal-Schreibweise

Besondere Adressen

Broadcast-Adressen sind bei IPv4 immer die letzte IP-Adresse im Netz. Die Netzadresse ist immer die erste Adresse im Netzwerk. Beide Adressen dürfen NIEMALS an Clients vergeben werden.

IPv6

IPv6 steht für Internet Protokoll Version 6. IPv6 wurde Entwickelt, weil die IPv4 Adressen ausgegangen sind. IPv4 hat 2³² und IPv6 hat 2¹²⁸ mögliche Adressen. Daran sieht man, dass IPv6 einen viel größeren Adressbereich hat als IPv4.
Beispiele:

  • IPv4: 192.169.0.12
  • IPv6: fe80:f890::1

IPv6 Adressraum

IPv6 hat 128 bit, die in Doppelpunkt-Schreibweise in Hexadezimalen Zahlen dargestellt werden, also Zahlen von 0 - f.

Verkürzungs Regeln

Es gibt zwei verschiedene Verkürzungs Regeln, mit denen man IPv6 Adressen abkürzen kann. In den Folgenden Kapiteln, wird jeweils nur eine Regel aus veranschaulichungs Gründen angewandt. Natürlich können die Regeln kombiniert werden.

Vornullen

Pro Block können sämtliche Vornullen weggelassen werden z. B.:

2001:0db8:0000:08d3:0000:8a2e:0070:7344vorher
2001:db8:0:8d3:0:8a2e:70:7344nachher

Nullerblöcke

Es können Nuller Blöcke oder Nuller Blöcke Reihen durch ”::” ersetzt werden. Diese Regel kann jedoch aus eindeutigkeits Gründen nur einmal angewandt werden. z. B.:

2001:0000:0000:1db8:0000:0000:0000:1428Vorher
2001::1db8:0000:0000:0000:1428Nachher
2001:0000:0000:1db8::1428Nachher

Besondere Adressen

  • Unicast: Geht an genau ein Node
    • Global Unicast: Globale IP-Adresse (vom Internet Erreichbar)
    • Link-Locale IP-Adresse (wird nicht geroutet)
  • Multicast: Geht an mehrer Nodes
  • Anycast: Geht an eine vordefinierte Gruppe an Nodes (es muss nur einer Antworten) (Bei IPv6 nennt man Geräte Nodes)

SLAAC

SLAAC oder auch Stateless Address Autoconfiguration dient zur selbstständigen konfiguration einer Unique-Local-Scope Adresse.

Der Router schickt dafür in regelmäßigen Abständen z. B. alle 30 Sekunden einRouter Advertisement an die Addresse FF02::2 (Multicast für alle Nodes). In diesem Advertisement stehen Informationen wie den on-Link-Präfix. Mit Hilfe dieses Präfix erstellt sich der Client dann seinenInterface Identifier.
Falls der Client aber den Router Advertisement verpasst, kann er diesen über eine Router Solicitation anfordern 1 = Multicast für alle Router.

Vor- und Nachteile von IPv6

Vorteile

  • Automatische Konfiguration (DHCP evtl. unnötig)
  • Multicast durch spezielle Adressen
  • schnelleres Routing
  • Punkt-zu-Punkt-Verschlüsselung
  • Datenpakete bis 4 GByte (Jumbograms)
  • einfache Header Erweiterung
  • neue Protokolle
    • NPM (Neighbour Discovery Protokoll)
    • ICMPv6 (Fehlerbehandlung)

Nachteile

  • Nicht alle Geräte und Anwendungen unterstützen IPv6
  • Übergangstechnologien verhindern eine schnelle Einführung
  • hohe Komplexität (Schulungsbedarf)
  • fehlende Anonymität bei SLAAC (Autokonfiguration) wegen Verarbeitung der MAC-Adresse (Behoben durch IPv6 Privacy Extenstion)
  • automatische Namensvergabe (über DNS) ist ein IPv6-DHCP-Server nötig

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