Jedes an einen Netzwerkcomputer angeschlossene Gerät - Computer, Tablet, Kamera oder was auch immer - benötigt eine eindeutige Kennung, damit andere Geräte wissen, wie sie es erreichen. In der Welt der TCP / IP-Netzwerke ist diese Kennung die Internet Protocol (IP) -Adresse.

Wenn Sie längere Zeit mit Computern gearbeitet haben, waren Sie wahrscheinlich mit IP-Adressen konfrontiert - diese numerischen Sequenzen, die Sieh etwas wie 192.168.0.15. Meistens müssen wir nicht direkt mit ihnen umgehen, da unsere Geräte und Netzwerke diese Dinge hinter den Kulissen erledigen. Wenn wir uns mit ihnen auseinandersetzen müssen, folgen wir oft nur Anweisungen darüber, welche Zahlen wo zu platzieren sind. Aber, wenn Sie jemals tiefer in das, was diese Zahlen bedeuten, tauchen wollten, ist dieser Artikel für Sie.

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Warum sollte es dich interessieren? Nun, zu verstehen, wie IP-Adressen funktionieren, ist von entscheidender Bedeutung, wenn Sie einmal herausfinden möchten, warum Ihr Netzwerk nicht richtig funktioniert oder warum ein bestimmtes Gerät nicht so funktioniert, wie Sie es erwarten würden. Und wenn Sie jemals etwas Höheres einrichten möchten - wie das Hosten eines Gameservers oder Medienservers, mit dem sich Freunde aus dem Internet verbinden können -, müssen Sie etwas über die IP-Adressierung wissen. Außerdem ist es faszinierend.

Hinweis: Wir werden in diesem Artikel die Grundlagen der IP-Adressierung behandeln, die Leute, die IP-Adressen verwenden, aber nie wirklich viel darüber nachdenken kennt. Wir werden nicht einige der fortgeschritteneren oder professionellen Level-Themen behandeln, wie IP-Klassen, klassenloses Routing und benutzerdefinierte Subnetze ... aber wir werden auf einige Quellen hinweisen, die wir im weiteren Verlauf lesen können.

Was? Ist eine IP-Adresse?

Eine IP-Adresse identifiziert ein Gerät in einem Netzwerk eindeutig. Sie haben diese Adressen schon einmal gesehen. sie sehen ungefähr so ​​aus wie 192.168.1.34.

Eine IP-Adresse besteht immer aus vier solchen Zahlen. Jede Nummer kann zwischen 0 und 255 liegen. Der volle IP-Adressbereich reicht also von 0.0.0.0 bis 255.255.255.255.

Der Grund dafür, dass jede Zahl nur bis zu 255 reichen kann, ist, dass jede Zahl wirklich achtstellig ist Binärzahl (manchmal ein Oktett genannt). In einem Oktett wäre die Zahl Null 00000000, während die Zahl 255 11111111 wäre, die maximale Anzahl, die das Oktett erreichen kann. Die zuvor erwähnte IP-Adresse (192.168.1.34) würde folgendermaßen aussehen: 11000000.10101000.00000001.00100010.

Computer arbeiten mit dem Binärformat, aber wir Menschen finden es viel einfacher, mit dem Dezimalformat zu arbeiten. Wenn Sie jedoch wissen, dass die Adressen tatsächlich Binärzahlen sind, werden wir verstehen, warum einige Dinge in der Umgebung von IP-Adressen so funktionieren, wie sie es tun.

Aber keine Sorge! Wir werden in diesem Artikel nicht viel binär oder matheweise auf Sie werfen, also ertragen Sie einfach ein wenig länger.

Die zwei Teile einer IP-Adresse

Die IP-Adresse eines Geräts besteht eigentlich aus zwei Teilen separate Teile:

• Netzwerk-ID: Die Netzwerk-ID ist ein Teil der IP-Adresse, die von links beginnt und das spezifische Netzwerk identifiziert, in dem sich das Gerät befindet. In einem typischen Heimnetzwerk, in dem ein Gerät die IP-Adresse 192.168.1.34 hat, ist der 192.168.1-Teil der Adresse die Netzwerk-ID. Es ist üblich, den fehlenden letzten Teil mit einer Null zu füllen, also könnte man sagen, dass die Netzwerk-ID des Geräts 192.168.1.0 ist.
• Host-ID: Die Host-ID ist der Teil der nicht genommenen IP-Adresse up durch die Netzwerk-ID. Er identifiziert ein bestimmtes Gerät (in der TCP / IP-Welt nennen wir Geräte "Hosts") in diesem Netzwerk. Wenn wir unser Beispiel der IP-Adresse 192.168.1.34 fortsetzen, wäre die Host-ID 34 - die eindeutige ID des Hosts im Netzwerk 192.168.1.0.

In Ihrem Heimnetzwerk sehen Sie möglicherweise mehrere Geräte mit IP-Adresse wie 192.168. 1.1, 192.168.1.2, 192.168.1 30 und 192.168.1.34. All dies sind eindeutige Geräte (mit den Host-IDs 1, 2, 30 und 34 in diesem Fall) im selben Netzwerk (mit der Netzwerk-ID 192.168.1.0).

Um das alles etwas besser darzustellen, gehen wir zu eine Analogie. Es ist ziemlich ähnlich wie Straßenadressen in einer Stadt funktionieren. Nehmen Sie eine Adresse wie 2013 Paradise Street. Der Straßenname entspricht der Netzwerk-ID und die Hausnummer entspricht der Host-ID. Innerhalb einer Stadt werden keine zwei Straßen gleich benannt, genauso wie keine zwei Netzwerk-IDs im selben Netzwerk den gleichen Namen erhalten. In einer bestimmten Straße ist jede Hausnummer eindeutig, genauso wie alle Host-IDs innerhalb einer bestimmten Netzwerk-ID eindeutig sind.

Die Subnetzmaske

Wie bestimmt Ihr Gerät, welcher Teil der IP-Adresse die Netzwerk-ID ist und welcher Teil die Host-ID? Dafür verwenden sie eine zweite Nummer, die Sie immer in Verbindung mit einer IP-Adresse sehen. Diese Nummer wird als Subnetzmaske bezeichnet.

In den meisten einfachen Netzwerken (wie denen in Heimen oder kleinen Unternehmen) werden Subnetzmasken wie 255.255.255.0 angezeigt, wobei alle vier Zahlen entweder 255 oder 0 sind. Die Position von Die Änderungen von 255 auf 0 zeigen die Trennung zwischen Netzwerk und Host-ID an. Die 255s "maskieren" die Netzwerk-ID aus der Gleichung.

Hinweis: Die grundlegenden Subnetzmasken, die wir hier beschreiben, werden als Standard-Subnetzmasken bezeichnet. In größeren Netzwerken wird es komplizierter. Benutzer verwenden häufig benutzerdefinierte Subnetzmasken (wobei sich die Position der Unterbrechung zwischen Nullen und Einsen innerhalb eines Oktetts verschiebt), um mehrere Subnetze im selben Netzwerk zu erstellen. Das ist etwas über den Rahmen dieses Artikels hinaus, aber wenn Sie interessiert sind, hat Cisco eine ziemlich gute Anleitung zum Subnetting.

Die Standard-Gateway-Adresse

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Neben der IP-Adresse selbst und der zugehörigen Subnetzmaske wird auch eine Standard-Gateway-Adresse zusammen mit Informationen zur IP-Adressierung angezeigt. Abhängig von der Plattform, die Sie verwenden, könnte diese Adresse etwas anderes genannt werden. Es wird manchmal als "Router", "Router-Adresse", Standard-Route, "oder nur" Gateway "bezeichnet. Dies sind alle die gleiche Sache. Dies ist die Standard-IP-Adresse, an die ein Gerät Netzwerkdaten sendet, wenn diese Daten in ein anderes Netzwerk (eines mit einer anderen Netzwerk-ID) als das Gerät gehen sollen.

Das einfachste Beispiel findet sich in ein typisches Heimnetzwerk.

Wenn Sie ein Heimnetzwerk mit mehreren Geräten haben, haben Sie wahrscheinlich einen Router, der über ein Modem mit dem Internet verbunden ist. Dieser Router ist möglicherweise ein separates Gerät oder Teil eines von Ihrem Internetanbieter bereitgestellten Modem / Router-Kombigeräts. Der Router befindet sich zwischen den Computern und Geräten in Ihrem Netzwerk und den eher öffentlich zugänglichen Geräten im Internet, wobei der Datenverkehr hin und her geleitet wird.

Sagen Sie, Sie starten Ihren Browser und gehen zu www.phhsnews.com. Ihr Computer sendet eine Anfrage an die IP-Adresse unserer Website. Da sich unsere Server im Internet und nicht in Ihrem Heimnetzwerk befinden, wird dieser Datenverkehr von Ihrem PC an Ihren Router (das Gateway) gesendet, und Ihr Router leitet die Anfrage an unseren Server weiter. Der Server sendet die richtigen Informationen zurück an Ihren Router, der die Informationen dann an das Gerät zurückleitet, das sie angefordert hat, und Sie sehen, dass unsere Site in Ihrem Browser angezeigt wird.

Router sind standardmäßig standardmäßig für ihre private IP konfiguriert Adresse (ihre Adresse im lokalen Netzwerk) als erste Host-ID. In einem Heimnetzwerk, das beispielsweise 192.168.1.0 für eine Netzwerk-ID verwendet, ist der Router normalerweise 192.168.1.1. Natürlich können Sie, wie in den meisten Fällen auch, etwas anderes konfigurieren.

DNS-Server

Es gibt eine letzte Information, die Sie neben der IP-Adresse eines Geräts, der Subnetzmaske und dem Standard-Gateway sehen Adresse: Die Adressen von einem oder zwei Standard-DNS-Servern (Domain Name System). Wir Menschen arbeiten viel besser mit Namen als mit numerischen Adressen. Die Eingabe von www.phhsnews.com in die Adresszeile Ihres Browsers ist viel einfacher als das Erinnern und Eingeben der IP-Adresse unserer Website.

DNS funktioniert wie ein Telefonbuch, indem es nach menschenlesbaren Dingen wie Websitenamen sucht und diese in IP umwandelt Adressen. DNS speichert all diese Informationen auf einem System verknüpfter DNS-Server über das Internet. Ihre Geräte müssen die Adressen der DNS-Server kennen, an die sie ihre Abfragen senden sollen.

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In einem typischen kleinen oder Heimnetzwerk DNS Server-IP-Adressen sind oft identisch mit der Standard-Gateway-Adresse. Geräte senden ihre DNS-Anfragen an Ihren Router, der die Anfragen dann an alle DNS-Server weiterleitet, für die der Router konfiguriert ist. Standardmäßig sind dies normalerweise die von Ihrem Internetdienstanbieter bereitgestellten DNS-Server. Sie können diese jedoch ändern, um andere DNS-Server zu verwenden, wenn Sie möchten. Manchmal können Sie DNS-Server von Drittanbietern wie Google oder OpenDNS besser nutzen.

Was ist der Unterschied zwischen IPv4 und IPv6?

Möglicherweise haben Sie beim Durchsuchen der Einstellungen auch einen anderen IP-Adressentyp bemerkt, eine so genannte IPv6-Adresse. Die Arten von IP-Adressen, über die wir bisher gesprochen haben, sind Adressen, die von IP Version 4 (IPv4) verwendet werden - ein Protokoll, das in den späten 70er Jahren entwickelt wurde. Sie verwenden die 32 binären Bits, über die wir gesprochen haben (in vier Oktetts), um insgesamt 4,29 Milliarden mögliche eindeutige Adressen bereitzustellen. Das hört sich nach viel an, aber alle öffentlich zugänglichen Adressen wurden vor langer Zeit den Unternehmen zugewiesen. Viele von ihnen sind ungenutzt, aber sie sind zugewiesen und nicht für den allgemeinen Gebrauch verfügbar.

Mitte der 90er Jahre, besorgt über die mögliche Knappheit von IP-Adressen, gestaltete die Internet Engineering Task Force (IETF) IPv6. IPv6 verwendet eine 128-Bit-Adresse anstelle der 32-Bit-Adresse von IPv4, so dass die Gesamtzahl eindeutiger Adressen in den Undecillions gemessen wird - eine Zahl, die groß genug ist, dass sie wahrscheinlich nie ausgeht.

Im Gegensatz zur Dezimalschreibweise IPv4-Adressen werden in IPv4-Adressen als acht Zahlengruppen, durch Doppelpunkte geteilt, ausgedrückt. Jede Gruppe hat vier Hexadezimalziffern, die 16 Binärziffern darstellen (also wird es als Hextet bezeichnet). Eine typische IPv6-Adresse sieht etwa so aus:

2601: 7c1: 100: ef69: b5ed: ed57: dbc0: 2c1e

Das Problem ist, dass der Mangel an IPv4-Adressen dazu geführt hat, dass alle Bedenken gemildert wurden Zum großen Teil durch die vermehrte Nutzung privater IP-Adressen hinter Routern. Immer mehr Menschen haben ihre eigenen privaten Netzwerke geschaffen, indem sie private IP-Adressen verwenden, die nicht öffentlich zugänglich sind.

Obwohl IPv6 immer noch ein wichtiger Player ist und dieser Übergang immer noch stattfindet, ist er nie so vollständig wie vorhergesagt- zumindest jetzt noch nicht. Wenn Sie daran interessiert sind, mehr zu erfahren, sehen Sie sich diesen Verlauf und die Zeitleiste von IPv6 an.

Wie erhält ein Gerät seine IP-Adresse?

Nachdem Sie nun die Grundlagen der Funktionsweise von IP-Adressen kennen, wollen wir über Geräte sprechen bekommen ihre IP-Adressen an erster Stelle. Es gibt zwei Arten von IP-Zuweisungen: dynamisch und statisch.

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Eine dynamische IP-Adresse wird automatisch zugewiesen verbindet sich mit einem Netzwerk. Die große Mehrheit der heutigen Netzwerke (einschließlich Ihres Heimnetzwerks) verwenden etwas, das als DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) bezeichnet wird, um dies zu ermöglichen. DHCP ist in Ihrem Router integriert. Wenn ein Gerät eine Verbindung zum Netzwerk herstellt, sendet es eine Broadcast-Nachricht, in der eine IP-Adresse angefordert wird. DHCP fängt diese Nachricht ab und weist diesem Gerät dann eine IP-Adresse aus einem Pool verfügbarer IP-Adressen zu.

Es gibt bestimmte private IP-Adressbereiche, die Router für diesen Zweck verwenden. Welche verwendet wird, hängt davon ab, wer Ihren Router erstellt hat oder wie Sie die Dinge selbst eingerichtet haben. Zu diesen privaten IP-Bereichen gehören:

• 10.0.0.0 - 10.255.255.255: Wenn Sie ein Comcast / Xfinity-Kunde sind, weist der von Ihrem ISP bereitgestellte Router Adressen in diesem Bereich zu. Einige andere ISPs verwenden diese Adressen auch auf ihren Routern, genau wie Apple auf ihren AirPort-Routern.
• 192.168.0.0 - 192.168.255.255: Die meisten kommerziellen Router sind so eingerichtet, dass sie IP-Adressen in diesem Bereich zuweisen. Beispielsweise verwenden die meisten Linksys-Router das Netzwerk 192.168.1.0, während D-Link und Netgear beide den Bereich 198.168.0.0 verwenden.
• 172.16.0.0 - 172.16.255.255: Dieser Bereich wird von kommerziellen Anbietern nur selten verwendet default.
• 169.254.0.0 - 169.254.255.255: Dies ist ein spezieller Bereich, der von einem Protokoll mit dem Namen Automatic Private IP Addressing verwendet wird. Wenn Ihr Computer (oder anderes Gerät) so eingerichtet ist, dass die IP-Adresse automatisch abgerufen wird, aber kein DHCP-Server gefunden werden kann, weist er sich eine Adresse in diesem Bereich zu. Wenn Sie eine dieser Adressen sehen, wird Ihnen mitgeteilt, dass Ihr Gerät den DHCP-Server nicht erreichen konnte, als es Zeit war, eine IP-Adresse zu erhalten, und Sie möglicherweise ein Netzwerkproblem oder Probleme mit Ihrem Router haben Adressen sind, dass sie sich manchmal ändern können. DHCP-Server leasen IP-Adressen an Geräte. Wenn diese Leases aktiv sind, müssen die Geräte die Lease erneuern. Manchmal erhalten Geräte eine andere IP-Adresse als der Pool von Adressen, die der Server zuweisen kann.

Meistens ist das keine große Sache, und alles wird "einfach funktionieren". Gelegentlich möchten Sie jedoch einem Gerät eine IP-Adresse geben, die sich nicht ändert. Vielleicht haben Sie beispielsweise ein Gerät, auf das Sie manuell zugreifen müssen, und Sie können sich leichter eine IP-Adresse als einen Namen merken. Oder Sie haben bestimmte Apps, die sich nur mit ihrer IP-Adresse mit Netzwerkgeräten verbinden können.

In diesen Fällen können Sie diesen Geräten eine statische IP-Adresse zuweisen. Es gibt mehrere Möglichkeiten, dies zu tun. Sie können das Gerät manuell mit einer statischen IP-Adresse konfigurieren, auch wenn dies manchmal unangenehm ist. Die andere, elegantere Lösung besteht darin, Ihren Router so zu konfigurieren, dass er bestimmten Geräten statische IP-Adressen zuweist, die normalerweise vom DHCP-Server dynamisch zugewiesen werden. Auf diese Weise ändert sich die IP-Adresse nie, aber Sie unterbrechen den DHCP-Prozess nicht, der alles reibungslos funktioniert.

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