IPv4-Adressen

IPv4-Adressen

von: Torsten Strecke

Sommersemester 2005, Studiensemester: 4

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung  3

2. Aufbau von IPv4-Adressen und deren Klassifizierung 3

2.1 Subnetting 5
2.2 Supernetting (Klassenlose IPv4-Adressen)  6

3. Spezielle IPv4-Adressen  7

4. Problematiken bezüglich IPv4-Adressen 9

4.1 Studien über die Verfügbarkeit von IPv4-Adressen  10

5. Fazit  11

6. Literatur  12

1. Einleitung

Diese Arbeit befasst sich mit der Vergabe von IP-Adressen der Version 4 (Kurzbezeichnung IPv4). Das zu Grunde liegende Internet Protocol (IP) ist im OSI¹-7-Schichtenmodell, das die Kommunikation von mindestens zwei Rechnern regelt, auf der Ebene 3 angesiedelt. Diese Ebene wird als Netzwerkschicht bezeichnet, auf der die logische Adressierung der Endgeräte stattfindet: „The Internet Protocol is designed for use in interconnected systems of packetswitched computer communication networks.”²

Historisch betrachtet ist das Internet-Protokoll bereits im Jahr 1981 definiert worden und bis heute hat es sich fast unverändert erhalten. Dabei hat es sich gegen neue Hardwaretechnologien ebenso wie gegen heterogene Netzwerkstrukturen und enorme Zuwachsraten behauptet.³ Ein kennzeichnendes Merkmal von IPv4 ist, dass es sich um ein ungesichertes, verbindungsloses Protokoll handelt. Das heißt, die fehlerfreie Datenübertragung kann nicht gewährleistet werden. Somit können übertragene Pakete verloren gehen, Pakete können verdoppelt werden oder in falscher Reihenfolge beim Ziel ankommen. ⁴ Der Vorteil liegt hingegen darin, dass es sich um ein performantes Protokoll handelt. Das ist auch der Grund dafür, warum es sich als Übertragungsprotokoll im weltweiten Internet gemeinsam mit dem zu der darüber liegenden Schicht zuzuordnenden Transmission Control Protocol (TCP) – ein gesichertes, verbindungsorientiertes Protokoll – als Standard durchgesetzt hat (TCP/IP). Im Folgenden werde ich mich bei meinen Ausführungen wenn nicht anders kenntlich gemacht auf die IP-Version 4 beziehen.

2. Aufbau von IPv4-Adressen und deren Klassifizierung

IPv4-Adressen sind 32 Bit breit. Die Notation wird in acht Bit-Blöcken vorgenommen und jede dieser Blöcke wird durch einen Punkt getrennt. Zum besseren Verständnis wird nicht die Binärschreibweise, sondern die Dezimalschreibweise verwendet. Damit können die einzelnen Blöcke einen Dezimalwert von 0-255 annehmen.

Eine typisches Beispiel: Hinter der dezimalen IP-Adresse 192.168.0.1 verbirgt sich die binäre IP-Adresse 11000000. 10101000.00000000.00000001. Die IP-Adressen gliedern sich in einen Netzwerk- und einen Hostanteil: „The address was further structured into two fields: a network identifier and a host identifier within that ne twork.“ ⁵ Genauere Auskunft über den Netzwerk- und Hostanteil gibt die Subnetzmaske, die genau wie eine IP-Adresse aufgebaut ist. Diese dient als Zuordnung für bestimmte Netzwerkklassen. Daraus können Kombinationen aus vielen, mittleren oder wenigen Netzen mit einer geringen Anzahl oder einer Vielzahl von Hosts entstehen.

Zur Erklärung:

[Tabelle in der Downloaddatei vorhanden]

Die weiteren Klassen sind nicht von großer Bedeutung und werden deshalb vernachlässigt. Beispielsweise wird die Klasse D für Multicast-Zwecke6 eingesetzt, die Klasse E für Test- Zwecke. Als Konvention wurde ferner festgelegt, dass bei der Klasse A das erste Bit des Netzanteils eine 0 ist. Deshalb stehen nur sieben Bits zur Verfügung, die verändert werden können. Das führt zu einem Adressbereich von 0.0.0.0 – 127.255.255.255. Bei der Klasse B müssen die ersten beiden Bits die Kombination 10 aufweisen, daher sind im eigentlichen Sinne nur 14 der 16 Netz-Bits variabel. Aufgrund dessen liegt der Adressbereich zwischen 128.0.0.0 und 191.255.255.255. Für die Klasse C gilt Ähnliches: Die ersten drei Bit sind auf 110 festgelegt und nur 21 Netz- Bits sind veränderbar. Daraus folgt ein Adressbereich von 192.0.0.0 bis 223.255.255.255.

[...]

1 OSI: Open System Interconnection

2 Information Sciences Institute 1981, S.1

3 vgl. Köhn, S.15

4 vgl. Tüxen 2005, S.4

5 Huston 2003, S. 3

6 Multicasting: Übertragungsverfahren, das Nachrichten von einem Sender gleichzeitig an mehrere Empfänger weiterleitet. Andere Verfahren sind Unicast (Ein Sender – Ein Empfänger) und Broadcast (Ein Sender – Alle Empfänger).