IPv4 kurz und knapp

IPv4 (Internet Protocol Version 4), vor der Entwicklung von IPv6 auch einfach IP, ist die vierte Version des Internet Protocols (IP). Es war die erste Version des Internet Protocols, welche weltweit verbreitet und eingesetzt wurde, und bildet eine wichtige technische Grundlage des Internets. Es wurde in RFC 791 im Jahr 1981 definiert.

Geschichte

IPv4 wurde als Teil der Internetprotokollfamilie für das ARPANET entwickelt und kam darin ab 1983 zum Einsatz. Damals waren nur einige hundert Rechner an das Netz angeschlossen. Das Arpanet entwickelte sich zum Internet und überschritt 1989 die Grenze von 100.000 Rechnern. Durch seine Verbreitung im Internet hat IPv4 schließlich auch LAN-Protokolle wie DECnet oder IPX verdrängt. NetWare, AppleTalk und NetBIOS wurden als neue Versionen hervorgebracht, die auf IP aufsetzen.

Am Anfang der 1990er Jahre war erkennbar, dass IP-Adressen bald knapp würden, da die damals übliche Netzklassen-basierte Adressvergabe erheblichen Verschnitt verursachte. Als kurzfristige Lösung wurde 1993 Classless Inter-Domain Routing eingeführt, das eine deutlich effizientere Adressvergabe ermöglichte. Eine weitere kurzfristige Lösung war das 1994 eingeführte Network Address Translation (NAT), das die Wiederverwendung von IP-Adressen ermöglichte. In der Variante Network Address Port Translation (NAPT) ermöglichte es die gleichzeitige Mehrfachverwendung von IP-Adressen. Mit diesen Maßnahmen konnte der Adressbedarf soweit gedämpft werden, dass der Adressraum trotz immensen Wachstums des Internet erst in den 2010er Jahren knapp wurde (siehe Abschnitt Adressknappheit).

Als langfristige Lösung der Adressknappheit sollte ein neues Protokoll mit größerem Adressraum entwickelt werden. Dies führte zuerst zur Entwicklung des experimentellen Protokolls TP/IX, das die Versionsnummer 7 trug und 1993 veröffentlicht wurde. TP/IX sollte dabei einen 64-Bit-Adressbereich unterstützen, wurde dann aber zugunsten von IPv6 verworfen. Die erste Fassung von IPv6 wurde 1995 veröffentlicht und verwendete einen 128-Bit-Adressraum. Die Versionsnummer 5 wurde nicht für einen IPv4-Nachfolger verwendet, da sie bereits 1990 durch das experimentelle Internet Stream Protocol Version 2 (ST2) belegt war, einem für Streaming optimierten Protokoll.

Adressformat

Die IP-Adresse kann in dezimal, binär, oktal und hexadezimal sowohl in der Punkt-, als auch in der Nichtpunktnotation dargestellt werden.

IPv4 benutzt 32-Bit-Adressen, daher können in einem Netz maximal 4.294.967.296 Adressen vergeben werden. IPv4-Adressen werden üblicherweise dezimal in vier Blöcken geschrieben, zum Beispiel 207.142.131.235. Ein- und zweistellige Zahlen dürfen hierbei nicht mit einer vorangestellten Ziffer 0 auf ein gleichförmiges Längenformat gebracht werden (eine führende 0 ist nach RFC nicht erlaubt, da sie häufig als Oktalzahl interpretiert wird). Jedes Oktett repräsentiert 8 Bit; somit ergibt sich für jedes Oktett ein Wertebereich von 0 bis 255. Bei der Weiterentwicklung IPv6 werden 128-Bit-Adressen verwendet.

Eine IP-Adresse besteht aus einem Netzanteil und einem Hostanteil. Der Netzanteil identifiziert ein Teilnetz, der Hostanteil identifiziert ein Gerät (Host) innerhalb eines Teilnetzes.

Die genaue Aufteilung zwischen Netzanteil und Hostanteil wird durch eine Subnetzmaske festgelegt, beispielsweise 255.255.255.0. Bei Verwendung dieser Maske würde die IP-Adresse in der CIDR-Notation dann als 192.168.0.23/24 geschrieben, wobei die “24” bedeutet, dass die ersten 24 Bits der Subnetzmaske gleich 1 sind. Die Bits der Subnetzmaske, die “1” sind, legen die Stellen der IP-Adresse fest, die zum Netzanteil gehören. Alle restlichen Stellen der IP-Adresse (entsprechend der Anzahl Bits der Maske die auf 0 gesetzt sind) gehören dann zum Hostanteil.

Beispiel:

Erklärung: https://de.wikipedia.org

IPv4-Paket

Dieser Beitrag wurde bisher 116 mal gelesen.