Fachkonzept - IP-Adressierung

Adressierung von Schnittstellen

In einem Netzwerk aus Hosts und Routern müssen die Schnittstellen dieser Netzwerkeinheiten eindeutig adressierbar sein, um Datenpakete an die entsprechenden Stellen weiterleiten zu können.

Das IP-Protokoll sieht vor, jede Schnittstelle einer Netzwerkeinheit mit einer IP-Adressen zu versehen. Eine IP-Adresse ist (in der IPv4-Version) eine Folge von 4 Bytes. Sie besteht demnach aus 32 Bits, wie im folgenden Beispiel:

11000000 10101000 01100100 00000010

Beachte, dass es 2³² = 4294967296 verschiedene IP-Adressen gibt. Auf den ersten Blick scheint die Anzahl sehr groß zu sein. Durch die Vielzahl an Rechnern weltweit sind ein Großteil der Adressen inzwischen vergeben. In Zukunft wird es daher ein erweitertes System (IPv6) mit noch viel mehr Adressen geben.

Um IP-Adressen besser lesen und austauschen zu können, werden sie in der Regel in der folgenden Punktnotation dargestellt.

192.168.100.2

Die einzelnen Bytes werden hier durch entsprechende Zahlen im Dezimalsystem dargestellt.

Adressierung von IP-Teilnetzwerken

Hosts und Router, die ein lokales Netzwerk bilden, erhalten im IP-Adressiersystem einheitliche IP-Adressen.

Alle IP-Adressen des oberen Netzwerkes haben eine IP-Adresse der Gestalt 192.168.200.xxx, alle IP-Adressen des unteren Netzwerkes eine IP-Adresse der Gestalt 192.168.100.xxx. Zudem ist der Router in ein weiteres Netzwerk mit IP-Adressen der Gestalt 212.135.18.xxx eingebunden.

Diese Form der einheitlichen Adressierung erlaubt es, die Zugehörigkeit zu Teilnetzen schnell zu entscheiden. Ein Netzteilnehmer muss hierzu nur die Netzwerkmaske des entsprechenden Teilnetzes (wie z.B. 192.168.200.xxx) kennen.

IP-Datenpakete

Wenn ein Rechner eine Nachricht an einen entfernten Rechner in einem anderen LAN senden möchte, müssen hierzu geeignete Datenpakete gebildet werden.

Das gesamte Datenpaket muss zunächst mit einem Start- und Stoppbit versehen werden.

Startbit [...Daten...] Stoppbit

Damit die Datenpakete im jeweiligen LAN zugestellt werden können, müssen sie die MAC-Adressen der Schnittstellen enthalten.

Startbit [MAC-Quelle MAC-Ziel [...Daten...]] Stoppbit

Um die Datenpakete in globalen Netzwerken weitervermitteln zu können, müssen des weiteren die IP-Adressen von Sender und Empfänger angegeben werden.

Startbit [MAC-Quelle MAC-Ziel [IP-Qelle IP-Ziel [...Daten...]]] Stoppbit

Beachte, dass dieses geschachtelte Paketierungsverfahren weitere Probleme aufwirft. So müssen IP-Adressen in MAC-Adressen umgewandelt werden. Zudem müssen geeignete MAC-Adressen von Zwischenstationen vorgesehen werden, wenn der Empfänger sich in einem anderen Teilnetz befindet und seine MAC-Adresse dem Sender nicht bekannt ist. Wir werden diese Probleme hier aber nicht weiter verfolgen.