Was ist IP? [Ein Leitfaden für Anfänger]

Stellen Sie sich vor, Sie möchten einem im Ausland lebenden Freund einen Brief schicken. Sie benötigen seine Adresse, damit die Post sie zustellen kann.

Ebenso muss Ihr Computer den Standort einer Website im Internet oder eines Computers in einem Netzwerk kennen, um ihn zu kontaktieren.

Hier kommt die IP-Adresse (oft nur IP genannt) ins Spiel.

Also , was ist IP genau?

Es ist eine eindeutige numerische Kennung für Maschinen in einem Netzwerk.

Im Klartext bedeutet dies, dass eine IP-Adresse den genauen Standort einer Website im Internet oder eines Computers in einem Netzwerk mitteilt.

Dies ist jedoch nur eines von vielen Dingen, die Geräte benötigen, um miteinander zu kommunizieren.

Überlege es dir so:

Selbst wenn Sie die Adresse Ihres Freundes kennen, können Sie ihn nicht erreichen, wenn kein Postdienst zwischen Ihnen besteht.

Ebenso kann Ihr Computer ohne einen standardisierten und robusten Mechanismus nicht mit einer Website im Internet kommunizieren.

Was ist also dieser Mechanismus?

Nun, es heißt TCP/IP (auch bekannt als Internet Protocol Suite).

Lassen Sie uns herausfinden, worum es geht.

TCP/IP – Eine kurze Erklärung

TCP/IP ist ein Kommunikationsprotokoll, das das Internet antreibt. In einfachen Worten, es ermöglicht Computern, über das Internet miteinander zu sprechen.

Wie der Name schon sagt, besteht TCP/IP aus zwei Teilen oder Schichten – TCP und IP .

Was ist TCP?

TCP, das für Transmission Control Protocol steht, ist die obere Schicht.

Es hat zwei Hauptfunktionen :

Erstens bricht es Informationen in kleinere Stücke, die als Datenpakete oder einfach Pakete bezeichnet werden.

Zweitens schickt es Datenpakete auf den Weg.

Wohin?

Zu einer anderen identischen TCP/IP-Protokollsuite am Zielstandort.

Datenpakete werden nicht in einer bestimmten Reihenfolge oder über eine bestimmte Route gesendet. Stattdessen werden sie zufällig entlang der schnellsten Netzwerkkanäle geroutet.

Sobald Datenpakete ihr Ziel erreichen, ist es also die Aufgabe der empfangenden TCP/IP-Protokollsuite, die Daten korrekt zu sammeln.

Nachdem wir nun wissen, was TCP tut, wollen wir herausfinden, wie IP hilft.

Was ist IP ?

IP, auch Internet Protocol genannt, bildet die untere Schicht der Internet Protocol Suite.

Es hat die überaus wichtige Aufgabe, jedes Datenpaket mit Informationen zu Quelle und Ziel zu versehen.

Das ist wichtig. Fehlt die Internetadresse des Ziels, wird kein Datenpaket zugestellt.

Sie sehen, ein Datenpaket gelangt nicht direkt an sein Ziel. Stattdessen passiert es mehrere Zwischenstationen, die Gateways genannt werden . (Sie bilden die Netzwerkknoten, die das globale Web erschaffen, aber das ist eine Geschichte für ein anderes Mal.)

An jedem Gateway überprüft ein Netzwerkgerät die Lieferadresse und leitet das Paket dann in die richtige Richtung weiter.

Kurz gesagt, TCP kümmert sich darum, wie Daten paketiert werden – während IP dafür sorgt, dass diese Pakete ihr richtiges Ziel erreichen.

TCP/IP-Modellschichten

TCP/IP hat die folgenden vier Schichten.

Die Anwendungsschicht

Es stellt die Kommunikation zwischen Anwendungen sicher, die mit einem Netzwerk verbunden sind. Eine solche Anwendung ist der Webbrowser, über den Sie den aktuellen Artikel lesen.

Seine Protokolle umfassen:

• Hypertext Transfer Protocol (HTTP) – Es ist das zugrunde liegende Protokoll, das vom World Wide Web verwendet wird. Es definiert, wie Dateien im Internet übertragen werden.
• File Transfer Protocol (FTP) – FTP ist ein Standard-Netzwerkprotokoll, das zum Übertragen von Dateien zwischen einem Host und einem Server in einem Netzwerk verwendet wird.
• Post Office Protocol 3 (POP3) – Es ist das Standardprotokoll zum Abrufen von E-Mails von einem Mailserver.
• Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) – Mailserver verwenden dieses Protokoll, um E-Mails über das Internet zu übertragen.

Die Transportschicht

Seine Hauptfunktion besteht darin, die gesamte Host-zu-Host-Kommunikation aufzulösen. Zu seinen Protokollen gehören TCP (Transmission Control Protocol) und UDP (User Datagram Protocol). Diese beiden Protokolle übertragen praktisch den gesamten Internetverkehr.

Die beiden funktionieren jedoch auf unterschiedliche Weise. TCP ist das langsamere der beiden, da es sicherstellt, dass die Verbindung zwischen den Parteien stabil und zuverlässig ist und alle Datenpakete geliefert werden. Webserver verwenden TCP, um Benutzeranfragen zu erfüllen und eine Site zu laden.

UDP – User Datagram Protocol – ist nicht annähernd so zuverlässig wie TCP, hat aber auch seine Verwendung. Video-Stream-Dienste setzen es stark ein, ebenso wie Voice-over-IP-Telefonie, bei der ein kleiner Verbindungsverlust (hoffentlich) zu geringfügigen visuellen oder akustischen Unschärfen führt, aber das Erlebnis nicht wirklich ruiniert.

Die Internetschicht

Sie wird auch als Netzwerkschicht bezeichnet und überträgt logischerweise Datenpakete über das Internet. Einige der Protokolle der Internetschicht sind IP (Internet Protocol) und ICMP (Internet Control Message Protocol).

Das IP erfüllt seine Aufgabe, indem es die übertragenen Datenpakete mit logisch strukturierten Informationen kapselt, die es Netzwerkgeräten ermöglichen zu bestimmen, woher das Paket kommt und wohin es gehen soll. Dank der IP kann das empfangende Gerät auch die empfangenen Datenpakete in die richtige Reihenfolge bringen.

Die physikalische Schicht

Hier gibt es kein Geheimnis, der Name ist Programm: Die Bitübertragungsschicht überträgt Daten in der einfachsten Form, nämlich in elektrischen Impulsen. Im Wesentlichen ist es die Hardware, die Netzwerksignale überträgt. Dazu gehören Netzwerkkarten, Kabel, Router usw.

Schauen wir uns nun die beiden Versionen von IP an – IPv4 und IPv6 .

IPv4 und IPv6 in einfachen Worten

IPv4 kam viel vor IPv6 und trägt immer noch etwa 75% des Datenverkehrs, schauen wir uns zuerst das an.

Verständnis von IPv4 und seinen Mängeln

IPv4 wurde 1981 veröffentlicht und ist das ursprüngliche Internet-Adressierungssystem.

Es folgt 32 Bit, daher besteht das IP-Adressformat in diesem Fall aus vier Zahlen, die von 0 bis 255 reichen und durch einen Punkt getrennt sind.

Hier ist ein Beispiel: 192. 12. 30.1

Insgesamt gibt es etwa 4,3 Milliarden IP4-Adressen.

Allerdings sind viele IP-Adressen für spezielle Zwecke reserviert.

Daher ist die tatsächliche Anzahl von IPv4-Adressen, die im Internet verwendet werden können, viel geringer – etwa 3,7 Milliarden.

Und darin liegt der Haken.

3,7 Milliarden IP-Adressen schienen 1981 mehr als genug zu sein – aber raten Sie mal, die Dinge haben sich anders entwickelt.

Wir liefen im Jahr 2018 von IP4 - Adressen aus, nach einem Bericht.

Falls Sie jetzt denken: „Oh Scheiße! Was werden wir tun?“ Es wird alles gut.

IPv6 ist da, und es ist praktisch grenzenlos (aber dazu später mehr).

IP4 ist nicht nur unzureichend, sondern hat auch einen weiteren großen Nachteil – die Sicherheit .

IPv4 war nie auf Sicherheit ausgelegt, da zu diesem Zeitpunkt niemand mit den aktuellen Bedrohungen der Netzwerksicherheit gerechnet hatte.

Heute ist das Standard-Framework für sichere Verbindungen zwischen zwei Punkten Internet Protocol Security oder IPSec. Es funktioniert durch die Authentifizierung und Verschlüsselung von Daten, die über ein IP-Netzwerk gesendet werden.

Das Problem bei IPv4 ist, dass IPSec nicht integriert ist, sondern optional ist .

Angesichts der jüngsten Zunahme der Cyberkriminalität erschwert der Mangel an integrierter Sicherheit den Umgang mit einer zunehmend feindlichen Umgebung im Internet.

Ein weiteres Problem mit IPv4 hängt mit seiner Konfiguration zusammen. Es muss manuell oder über das Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) konfiguriert werden.

Außerdem sind seine Header relativ komplex und langsam zu decodieren, was zu einer weniger effizienten Paketverarbeitung führt.

IPv6 und seine Vorteile verstehen

IPv6 – auch bekannt als Internet Protocol Version 6 – ist das neue Kind auf dem Block. Und es ist hier, um eine lange Zeit zu bleiben .

Im Gegensatz zu IPv4 verwendet es 128-Bit-Internetadressen.

In einfachem Englisch bedeutet dies, dass es 340 Billionen-Billionen-Billionen IP-Adressen unterstützen kann. Das sind 12 Nullen nach 340!

Die Quantität ist jedoch nicht der einzige Vorteil, den IPv6 gegenüber seinem Vorgänger hat. Es ist auch sicherer, als IPSec eingebaut kommt.

Außerdem ist die automatische Adresskonfiguration darin integriert, was bedeutet, dass das Gerät die Adressvergabe selbst übernimmt.

Schließlich ist der IPv6-Header viel einfacher und damit leichter zu verarbeiten.

Kommen wir zurück zu IPv4: Wussten Sie, dass es fünf Klassen von IP-Adressen gibt? Oder dass nur drei Klassen für den öffentlichen Gebrauch bestimmt sind?

Nun, lassen Sie uns mehr darüber herausfinden.

Klassen von IP-Adressen

IPv4 hat fünf Klassen von IP-Adressen: A , B , C , D und E .

Allerdings können nur IP-Adressen der Klassen A, B und C tatsächlich nützliche IP-Adressen hosten.

Das ist weil:

Klasse D ist für Multicasting und Klasse E für experimentelle Zwecke reserviert.

Dieses System von IP-Adressklassen wurde eingeführt, um die Zuweisung von Internet-IP-Adressen zu vereinfachen, und die Klassen basierten auf der Größe des Netzwerks.

Klasse A wurde beispielsweise für eine kleine Anzahl von Netzwerken mit zahlreichen Hosts erstellt.

Im Gegensatz dazu wurde Klasse C für eine große Anzahl von Netzwerken mit einer kleinen Anzahl von Hosts entwickelt.

Jede dieser IP-Adressklassen lässt einen Bereich gültiger IP-Adressen zu.

Und es ist der Wert des ersten Oktetts (der ersten Dezimalzahl), der die Klasse bestimmt – wie die folgende Tabelle zeigt.

Hinweis: In Wirklichkeit sind einige dieser IP-Adressen als private Adressen gekennzeichnet.

Den Netzwerk- und Host-Teil einer IP-Adresse verstehen

Jede IP-Nummer besteht aus zwei Segmenten: Netzwerkteil und Hostteil .

Wie bei den meisten technologischen Dingen sind Namen ziemlich beschreibend. Der Netzwerkteil identifiziert Netzwerke, während der Hostteil die Anzahl der unterstützten Hosts angibt.

In einer Adresse der Klasse A ist die erste Dezimalzahl der Netzwerkteil, während der Rest der Hostteil ist. Betrachten Sie diese beiden IP-Adressen: 10.30.110.1 und 10.2.11.9. Wenn wir sie betrachten, können wir leicht erkennen, dass sie dieselbe IP-Klasse haben, da die erste Dezimalzahl identisch ist.

In einer Adresse der Klasse B sind die ersten beiden Oktette der Netzwerkteil und die restlichen zwei sind für die Hosts.

In einer Adresse der Klasse C stehen die ersten drei Dezimalzahlen für das Netzwerk und das letzte Oktett zeigt die Hosts an.

Wie Sie sich vorstellen können, kann es umso weniger potenzielle Hosts (dh Geräte im Netzwerk) geben, je kleiner der Host-Anteil ist. Deshalb sind Class-A-Netze mit Abstand die größten.

Lassen Sie uns nun herausfinden:

Was ist DHCP?

Wie wir gesehen haben, können keine zwei Computer dieselbe IP haben.

Das bedeutet, wenn Netzwerkadministratoren IP-Adressen manuell zuweisen würden, müssten sie viele Gegenprüfungen durchführen, um Duplikate zu vermeiden.

Hier erweist sich ein DHCP-Server als praktisch.

Es vergibt automatisch eindeutige IP-Adressen und konfiguriert andere Netzwerkinformationen.

DHCP steht für Dynamic Host Configuration Protocol und wird auf der Anwendungsschicht von TCP/IP ausgeführt.

In großen Netzwerken könnte ein einzelner Linux- oder Windows-Netzwerkserver die Rolle eines DHCP-Servers übernehmen.

In den meisten Haushalten und kleinen Büros übernimmt der Router diese Rolle.

Wie funktioniert DHCP?

DHCP folgt dem DORA-Prozess, um IP-Adressen dynamisch zuzuweisen.

D steht für Entdeckung , O für Angebot , R für Anfrage und A für Bestätigung .

Der Prozess läuft ungefähr so ​​ab:

Stufe 1 – Entdeckung

Wenn Ihr Computer eine Verbindung zu einem Netzwerk herstellt, gibt er eine Broadcast-Nachricht aus:

„Hallo, DHCP-Server! Können Sie mir eine IP-Adresse geben?“

Stufe 2 – Angebot

Nach Erhalt der Anfrage beginnt der Router oder DHCP-Server zu arbeiten.

Es entknoten die Tüte mit ungenutzten Adressen, wählt eine aus und antwortet:

„Hallo, dieses hier – 192.10.1.3 – kann für die nächsten drei Stunden Ihnen gehören, wenn Sie es wollen.“

In der zweiten Stufe bietet DHCP also eine IP an und sagt, wie lange diese verfügbar sein wird.

Schritt 3 – Anfrage

Ihr Computer übernimmt die IP. Als nächstes antwortet es mit einer Nachricht, um das Angebot anzunehmen.

Seine Antwort könnte etwa so aussehen:

„Oh, danke, Mann! Also werde ich von nun an 192.10.1.3 verwenden.“

Schritt 4 – Bestätigen

Der DHCP-Server aktualisiert nun den Netzwerkserver mit der IP-Adresse und anderen Netzwerkinformationen zu Ihrem Computer.

Es sendet dann eine Bestätigungsnachricht:

"Gern geschehen. Komm in 3 Stunden zurück und ich stelle dir noch einen aus. Bis dahin, so lange!"

Schließlich akzeptiert Ihr Computer die IP-Adresse und spielt damit, bis die Zeit abgelaufen ist.

Wenn Sie möchten, können Sie den DHCP-Server zwingen, Ihnen eine neue IP-Adresse zuzuweisen.

Möchten Sie herausfinden, wie?

Nun, das steht als nächstes an.

IP erneuern – So erneuern Sie IP-Adressen auf Mac, Windows und Linux

Manchmal müssen Sie Ihre IP-Adresse möglicherweise manuell erneuern, z. B. wenn Sie die IP-Adresse Ihres Routers ändern.

Die Erneuerung der IP-Adresse ist ein zweistufiger Prozess .

Zuerst zwingen Sie den DHCP-Server, Ihre aktuelle IP-Adresse freizugeben .

Zweitens fordern Sie den DHCP-Server auf, Ihnen eine neue IP zuzuweisen.

So erneuern Sie die IP-Adresse unter Win 10

Hier sind die Schritte, die Sie befolgen müssen:

1) Drücken Sie gleichzeitig die Windows- Taste und die X- Taste

2) Klicken Sie nun auf Eingabeaufforderung

3) Geben Sie im Eingabeaufforderungsfenster ipconfig /release ein und drücken Sie die Eingabetaste. Dadurch wird Ihre aktuelle IP-Konfiguration freigegeben.

4) Geben Sie als nächstes ipconfig /renew ein und drücken Sie dann die Eingabetaste . Der DHCP-Server übergibt Ihnen eine neue IP-Adresse.

So erneuern Sie die IP-Adresse unter Mac OS

Hier sind die Schritte, die Sie befolgen müssen:

1) Klicken Sie auf die Schaltfläche APPLE und dann auf Systemeinstellungen.

2) Klicken Sie anschließend auf Netzwerk.

3) Wenn Sie Wi-Fi verwenden, wählen Sie die Wi-Fi- Option im linken Bereich; Wählen Sie andernfalls Ethernet aus . Klicken Sie anschließend im rechten Bereich auf die Schaltfläche Erweitert .

4) Klicken Sie auf die Registerkarte TCP/IP und dann auf die Schaltfläche DHCP-Lease erneuern.

So erneuern Sie die IP-Adresse unter Linux

Hier sind die Schritte, die Sie befolgen müssen:

1. Führen Sie den folgenden Befehl aus, um die Freigabe Ihrer IP-Adresse zu erzwingen: $ sudo dhclient -r
   
2. Führen Sie nun diesen Befehl aus, um eine neue IP-Adresse $ sudo dhclient : $ sudo dhclient
   

Einpacken

Was haben wir heute gelernt, Leute?

Wir haben die Antwort auf die Frage „ Was ist IP “ gefunden.

Dass jeder Computer in einem Netzwerk oder eine Website im Internet (das größte aller Netzwerke) eine eindeutige Adresse hat – genannt IP-Adresse oder einfach IP.

Wir haben auch herausgefunden, was das Internet antreibt: der TCP/IP-Stack.

Es ist eine Kombination aus zwei Protokollen – TCP und IP – die zusammen arbeiten, um eine reibungslose Übertragung von Daten über das Internet oder ein Netzwerk zu gewährleisten.

Schließlich haben wir erfahren, dass es zwei Varianten von IP-Adressen (IPv4 und IPv6) gibt und wie Sie Ihre IP-Adresse erneuern können.

Und damit sind wir am Ende unserer Erkundung von IP angelangt.

Bis zum nächsten Mal.