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Grizzly

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Mittwoch, 21. April 2010, 22:01

Internet Protocol

Jeder nutzt es doch die wenigen kennen die Funktion vom Inter Protokoll (IP). Ich habe neulich ein freiwilliges Referat über das Internet Protokoll gehalten und wollte mein Wissen nun mit euch teilen. Ihr bekommt nicht nur mein PDF-Dokument, sondern auch meine Power Point Präsentation (die zwar etwas "klein" ist, doch wer eine eins will schreibt weniger, sondern erklärt mehr).

Allgemeines zum Internet Protocol
Nach vielen Jahren des Internets, wird das „Netz“ immer mehr genutzt und verwendet. Immer mehr Menschen benutzen das Internet, vor allem bei so günstigen Preisen. Dies führte zu einer Steigerung der Anzahl von Rechenzentren und Servern auf der ganzen Welt. Im Internet benötigt man aber eine eindeutige Identifikation, die IP-Adresse. Diese wird zurzeit hauptsächlich in der Version 4 genutzt, der sogenannten IPv4. Eine IP-Adresse ist im Internet immer nur ein einziges Mal vergeben und kann erst durch das Trennen der Verbindung oder nach einer bestimmten Zeit neu vergeben werden.

IPv4
Die Version vier des Internet Protokolls hat eine 32-Bit lange Adresse. Daher stehen fast 4,3 Milliarden Adresse (2³² = 4.294.967.296) zur Verfügung. Doch spezielle Adressen, wie z. B. für das private Netzwerk, werden reserviert und können von daher nicht verwendet werden. Die Adresse besteht aus Binärzahlen, die in 8-Bit Blöcken zusammengefasst und in Dezimalstellen, durch einen Punkt getrennt, dargestellt werden (z. B. 205.192.0.3). Es ergeben sich also Wertebereiche von 0 bis 255. Die IP-Adresse wird in zwei Teile unterteilt und zwar in ein Netzwerkteil und Hostteil bzw. Hostadresse.

Wenn PC1 und PC2 dieselbe Netzwerk Adresse haben, so befinden sie sich im selben IP-Netz und können miteinander Kommunizieren (Switch, Hub etc.). Doch jedes Endgerät hat eine andere Hostadresse, denn diese darf nur einmal vergeben werden. Wenn PC1 mit PC3 kommunizieren will, PC3 aber in einem anderen Netz ist, wird ein Router benötigt. Dabei wird der Adressteil vom Administrator vergeben und der Netzteil vom Besitzer (im Internet ist es die IANA (Internet Assigned Numbers Authority)). Dabei wird die genau Aufteilung des Adress,- und Netzwerkteils in der Subnetmask (z. B. 255.255.255.0) bestimmt. Eine Subnetmask wird in der Classless Inter-Domain Routing (CIDR) Notation durch ein Schrägstrich+Zahl nach der IP-Adresse geschrieben, z. B. 192.168.0.23/24. Die Zahl nach dem Schrägstrich gibt an wie viele binäre Einsen in der Subnetmask es gibt.

Die Anzahl der Hostadressen wir wie folgt berechnet:
2 hoch die Bitanzahl -2

Minus zwei deshalb, weil zwei Hostadressen reserviert sind (1. beschreibt netz, letzt Broadcast). In dem Beispiel mit der IP von oben sieht es dann wie folgt aus:

192.168.0.23/24
Die Hosts sind dann also 32-24=8
Daraus folgt: 28 ¬-2 = 254 Hostadressen

Das heißt also, man kann nur 254 Geräte mit einer IP-Hostadresse belegen. Das ist für einen Administrator natürlich wichtig, denn er muss planen können wie viele Geräte im selben Netz sein müssen. Dazu gibt es unter IPv4 folgende Netzklassen

Netzklasse | Präfix (Binär) | Bereich
A 0 0.0.0.0-127.255.255.255
B 10 128.0.0.0-191.255.255.255
C 110 192.0.0.0 – 223.255.255.255
D 1110 (Für Multicast Anwendung) 224.0.0.0 – 239.255.255.255
E 1111 (reserviert) 240.0.0.0 – 255.255.255.255

Warum IPv6?
Durch das Problem der langsam knapp werdenden Adressen, musste etwas „neues“ her mit mehr Adressierungsmöglichkeit. Mit IPv6 wird genau das geschafft. Die Adresse wird nicht mehr mit 32-Bit kodiert sondern mit 128-Bit. Das heißt es können 2128 Adressen (134 Sextillionen, eine Zahl mit 39 Stellen) belegt werden. Es wird geschätzt, dass IPv6 sich bis 2011 vollständig durchgesetzt haben wird.

IPv6 Header
Bei IPv6 muss nicht mehr die länge des Headers mit angegeben werden, wie bei IPv4, da die Header immer 40 Byte lang ist. Zusätzliche Informationen werden in sogenannten Extension Headers verarbeitet, aber diese werden nur eingefügt, wenn sie wirklich gebraucht werden, was natürlich Zeit spart. Der Header besteht aus 16 Byte Adressen (Sender/Empängeradresse, also insgesamt 32 Byte). Die restlichen 8 Byte werden mit verschiedenen Verwaltungsdaten gefüllt.

So das wars eigentlich schon. Hier noch die Dokumente:
»Grizzly« hat folgende Dateien angehängt: