Roland Unger

Workshop Internet-Präsenz

IP-Adressen und Klassendefinitionen

1. Das Internet-Protokoll (IP)
2. Die IP-Adresse
3. Verbindung zur Welt
4. Domänennamen
5. Besondere IP-Adressbereiche: Klasse-A- bis Klasse-C-Netzwerke
6. Besondere IP-Adressbereiche: Adressräume für private Nutzung
7. Spezielle IP-Adressen
8. Referenzen

Das Internet-Protokoll (IP)

Das Internet-Protokoll, seit 1974 fast unverändert im Gebrauch, ist der grundlegende Standard für die Übertragung aller Daten im Internet, unabhängig vom benötigten Dienst. Es regelt den Aufbau und Abbau von Verbindungen zwischen zwei Rechnern und die Fehlererkennung; die eindeutige Kontaktierung von Rechnern erfogt über deren IP-Adresse.

Die IP-Adresse

Einer der zentralen Begriffe im Rahmen des Internet-Protokolls ist die IP-Adresse. Sie stellt eine Zahlenfolge mit vier Zahlen dar, die jeweils durch einen Punkt getrennt sind, z.B. 127.0.0.1, rechnerintern ist dies eine 32-Bit-Zahl bzw. 4-Byte-Zahl. Der Wertebereich einer einzelnen Zahl reicht von 0–255. Theoretisch wären auf diese Weise 4.294.967.296 Rechner im Internet ansprechbar. Die angegebene Darstellung ist aber auch nur eine lesbarere Form einer 4-Byte-großen Binärzahl, deren vier Byte einzeln als durch einen Punkt getrennte Hexadezimalzahlen in dezimaler Schreibweise geschrieben werden. Die Darstellung als Hexadezimalzahl erklärt auch den Wertebereich: Eine Hexadezimalzahl der Länge 1 Byte (bzw. 8 Bit) kann den Wertebereich 0–255 abdecken.

Folgende beide Darstellungen sind identisch:

• 141.48.74.200 und
• 2368752328

Jeder Rechner muss im Internet über eine eindeutige IP-Adresse verfügen. Sie stellt gewissermaßen sowohl den Empfänger als auch den Absender von Datenpaketen dar, die zwischen Servern und Clients ausgetauscht werden. Ohne eine derartige Adresse wäre der Zugriff auf einen bestimmten Rechner nicht möglich. Eine IP-Adresse darf auch nicht doppelt vergeben werden, dies würde zu Zustellungskonflikten führen.

Die IP-Adresse kann sowohl statisch zugewiesen werden, d.h., ein Rechner behält immer dieselbe IP-Adresse, als auch dynamisch zugewiesen werden, ein Rechner erhält dann bei Bedarf eine IP-Adresse aus einem Pool von Adressen. Fest vernetzte Firmennetzwerke arbeiten in der Regel mit statischer Adressvergabe; die Vergabe von IP-Adressen für die Arbeit im Internet über Telefon erfolgt dynamisch durch den Internet-Service-Provider (und ohne Zutun des Computernutzers).

Die erste Zahl einer IP-Adresse ist die höchstwertige, die folgenden Zahlen nehmen in ihrer Wertigkeit ab. In Abhängigkeit von der Netzwerkgröße bleiben innerhalb des Netzwerkes die führenden Zahlen konstant, der Netzwerkadministrator kann nur die letzte Zahl(en) selbst frei festlegen: die vorderen Zahlen charakterisieren somit das Netzwerk, die hintere(n) den einzelnen Computer.

Nun lassen sich zugegebenermaßen IP-Adressen nicht sehr gut merken: Der Domänenname stellt hier eine Alternative dar; jeder Domänenname stellt aber trotzdem nicht anderes als eine IP-Adresse dar.

Es ist abzusehen, dass das bisherige IP-Adress-System auf Dauer nicht genügt. Neben anderem wird der Adressbereich im Rahmen der Internetprotokollspezifikation, Version 6, von 32 auf 128 bit erweitert, das genügt dann für 3,40 × 10³⁸ Computer und andere Geräte, selbst jede Glühlampe könnte dann eine IP-Adresse zur Steuerung erhalten. Die aktuellen Router beherrschen das Protokoll schon, jetzt sind die Betriebssysteme gefragt.

Verbindung zur Welt

Neben der IP-Adresse benötigt ein Computer noch weitere Angaben: die IP-Adresse des Gateways (oder Routers), an dem der Computer angeschlossen ist und die Kenntnis über die Größe des Teilnetzwerkes, in das der Computer eingebunden ist, letzteres wird durch die sogenannte Netzmaske zum Ausdruck gebracht.

Eigentlich kann ein Computer erst einmal nur im lokalen Netzwerksegment (Domäne) mit anderen Computern kommunizieren, hierfür genügen einfache Verteiler (Hubs, Switches). Für die Verbindung in die große weite Welt benötigt man einen Computer, der den Weg zum anzusprechenden Rechner ermitteln und bereitstellen kann: der Router (oder Gateway). Man muss also nur dessen IP-Adresse, die im selben Segment liegen muss wie der eigene Rechner, kennen und dies dem Computer mitteilen (bei dynmaischer Adressvergabe werden auch Gatewayadresse und Netzmaske mitgeteilt).

Die Netzmaske drückt die Teilnetzwerkgröße aus. Sie lässt sich für denjenigen, der mit Bits umgehen kann, einfach bestimmen: Für jedes IP-Adressbit, dass im Entscheidungsbereich des Netzwerkadministrators liegt, setzt man ein 0-Bit, für die fest vorgegebenen ein 1-Bit. Fertig ist die Netzmaske.

Nachfolgende Tabelle gibt für wichtige Netzwerkgrößen die Netzmaske an:

Domänennamen

Domänennamen dienen als „aussprechbarer“ Ersatz für IP-Adressen, z.B. www.uni-halle.de. Sie werden aber für die Nutzung im Internet immer durch so genannte Domänennamenserver in IP-Adressen umgerechnet. Dies ist auch der Grund, dass beim Ausfall von Domänennamenservern zwar noch mit den IP-Adressen weitergearbeitet werden kann, aber nicht mehr mit den Domänennamen.

Domänennamen besitzen ebenfalls einen hierarchischen Aufbau, die hierachisch oberste Domäne (Top-Level-Domäne, TLD) wird rechts notiert, davor können beliebig viele Subdomänen stehen, der erste Eintrag kennzeichnet den individuellen Rechner, der im Internet so häufig www heißt, aber nicht heißen müsste. Das „www“ bewirkt keine Information darüber, jetzt könne eine Internetseite abgefragt werden. mehr hier …

Top-Level-Domänen können sowohl gleichgeartete gesellschaftliche Bereiche, d.h. generische TLD, gTLD (z.B. .gov (government), .edu (education), .com (commerce), .mil (military), .net (network), .int (international), .info (information), .biz (business), .name (private name), .museum, .store usw.) als auch Länder (z.B. .de (Deutschland), .fr (Frankreich), .by (Weißrussland [nicht Bayern])) kennzeichnen. Die Länderkennzeichen (Country code TLD, ccTLD) sind in der ISO 3166-1 standardisiert und bestehen immer aus zwei Buchstaben. Die Vergabe der Domänennamen erfolgt durch Network Information Centers (NIC), die Vergabe nationaler Domänen erfolgt national, jedoch können in den meisten Fällen auch Ausländer eine deratige Domäne beantragen. Von großer Beliebtheit bei Fernsehanstalten ist Tuvalu, eine Inselgruppe im Südpazifik: .tv.

Beispiele für identische Rechnerangaben

• soziologie.uni-halle.de,
• 141.48.74.200 und
• 2368752328

Besondere IP-Adressbereiche: Klasse-A- bis Klasse-C-Netzwerke

Für verschieden große Netzwerke sind Adressbereiche vordefiniert worden, die den Namen Klasse A, Klasse B und Klasse C erhalten.

Nachfolgende Tabelle gibt die Adressbereiche für Klasse-A-, Klasse-B- und Klasse-C-Netzwerke an:

Für Amateurfunknetzwerke und -gateways gibt es einen reservierten Bereich: 44.0.0.0 – 44.255.255.255.

Im Bereich der Klasse-A-, -B- und -C-Netzwerke ist es ebenfalls möglich, kleinere Unternetzwerke zu definieren, deren Größe an der Netzmaske (custom subnet masks) ablesbar ist.

Besondere IP-Adressbereiche: Adressräume für private Nutzung

Für die private Nutzung des Internets, d.h. als Intranet, sind folgende Bereiche standardisiert worden:

Der Sinn des Standards ist es, Bereiche festzulegen, die in keinem Fall von den Routern außerhalb des eigenen Netzwerksegments weitergeleitet werden, sonst ist ja der Sinn von privat verloren. Die Routersperre ist für beide Richtungen wirksam.

Spezielle IP-Adressen

Referenzen

• Cerf, Vinton G.; Kahn, Robert E.: A Protocol for Packet Network Intercommunication. IEEE Transactions on Communication, Band C-20, Nr. 5, S. 637 – 648, 5. Mai 1974.
• Generische Top-Level-Domänen (gTLD)
• Länder-Top-Level-Domänen (ccTLD, ISO 3166-1)
• RFC 675: Specification of Internet Transmission Control Program
• RFC 791: Internet Protocol Specification
• RFC 2460: Internet Protocol, Version 6 (IPv6), Specification
• RFC 1466: Guidelines for Management of IP Address Space
• RFC 1597: Address Allocation for Private Internets
• RFC 1034: Domain Names – Concepts and Facilities
• RFC 1035: Domain Names – Implementation and Specification
• RFC 1591: Domain Name System Structure and Delegation
• ISO 3166-1: The Code List