Episode 017 – Wie funktioniert ein Netzwerk

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Podcast Episode 017

IP Adresse

Eine IP Adresse ist eine eindeutige Adresse im Netzwerk um einen Rechner zu identifizieren. Auch das Internet selbst besteht aus verbundenen Rechnern mit einer IP Adresse. Über die DNS (Domain Name Server) werden die für Menschen einfacher zu merkenden Namen in die IP Adresse umgewandelt. 

Aus https://www.facebook.com/ wird im Hintergrund eigentlich eine IP Adresse 31.13.92.36 angesprochen. Eine IP Adresse besteht besteht aus vier Zahlen, die Werte von 0 bis 255 annehmen können und mit einem Punkt getrennt werden, Beispielsweise 192.0.2.42.
Es gibt Adressbereiche, die nur in einem LAN verwendet werden können und nicht direkt ins Internet weitergereicht werden. Diese Adressen nennt man private IP Adresse diese Adressbereiche benutzt man im LAN um jeden Rechner eindeutig zu identifizieren.

Private IP Netzwerkbereiche

Der gängiste Bereich ist wohl der Bereich von 192.168.0.0 bis 192.168.255.255 mit diesem Adressbereich können insgesamt 256 Netzwerke mit jeweils 256 Adressen angelegt werden. Also insgesamt 65.536 Adressen vergeben werden.
Wir Ihr erkennen könnt, sind die ersten vier Stellen mit 192.168 fest vergeben.

Da diese Adressen nicht ins Internet geleitet werden, erfolgt von eurem Router oder Modem eine Adressumsetzung (NAT Network Address Translation). Nehmen wir an, Euer Rechner hat die interne IP Adresse 192.168.1.10 und Ihr ruft Facebook auf, dann sucht sich die Anfrage den Weg zum Standardgateway (das ist der Punkt, an dem die Verbindung zum Internet erfolgt, also Euer Router).

Am Standard Gateway angekommen ersetzt der Router in der Anfrage eure interne IP Adresse mit der öffentlichen IP Adresse eures Routers (die bekommt er von Eurem Provider mitgeteilt) und schreibt diese Anfrage in eine Tabelle.

Nehmen wir an Ihr seid bei der Telekom und Euer Router hat eine IP Adresse aus dem Telekom IP Bereich 93.221.x.x also zum Beispiel 93.221.125.27 dann lautet die Anfrage nicht mehr 192.168.1.10 zu facebook sondern 92.221.125.27 an Facebook und in der internen Tabelle hat der Router sich aber gemerkt, dass der Euer Rechner die Anfrage gestellt hat. 

Die Anfrage erreicht nun den Facebook Server und der Antwortet und schickt die Daten an 92.221.125.27 zurück. Der Router weiß anhand der Tabelle, dass Ihr von eurem Rechner 192.168.1.10 die Anfrage verschickt habt und ersetzt die öffentliche IP mit eurer lokalen IP und Ihr bekommt am Rechner die Seite und Daten von Facebook angezeigt.

Klar, dass war jetzt extrem vereinfacht dargestellt 😉

Diese Art von Adressen nennt man auch IPv4 (oder IP Version 4) da diese Adressen aber sehr knapp sind (IPv4 bietet einen Adressraum von etwas über vier Milliarden IP-Adressen (232 = 2564 = 4.294.967.296), von denen 3.707.764.736 verwendet werden können, um Computer und andere Geräte direkt anzusprechen) und teilweise keinen neuen öffentlichen Adressen vergben werden können wurde IPv6 entwickelt (und das schon vor ca. 20 Jahren!) Hier werden die Adressen aber anders etwas anders angezeigt.

Dies ist facebook in IPv6 -> 2a03:2880:1010:df1c:face:b00c::25de

IPv6-Adressen werden gewöhnlicherweise hexadezimal (IPv4: dezimal) notiert, wobei die Zahl in acht Blöcke zu jeweils 16 Bit (4 Hexadezimalstellen) unterteilt wird. Diese Blöcke werden durch Doppelpunkte (IPv4: Punkte) getrennt notiert: 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344.

Wie viele IP-Adressen bietet IPv6?

Irrsinnig viel mehr als die bislang verfügbaren vier Milliarden IPv4-Adressen, nämlich 340 Sextillionen. Das ist eine unglaublich große Zahl mit 39 Stellen. Ein kleines Rechenbeispiel: Wäre seit der Entstehung unseres Planeten, also seit nunmehr 4,5 Milliarden Jahren in jeder Sekunde eine Milliarde IP-Adressen vergeben worden, wären heute trotzdem noch etliche Sextillionen IPv6-Adressen übrig. Kurzum: Diese riesige Menge an möglichen Internet-Adressen dürfte auf sehr, sehr lange Sicht für jeden Nutzer und für sämtliche ans Internet anzuschließenden Geräte reichen
Um dies genauer zu erklären würde mir die Zeit nicht ausreichen und ich könnte ein ganzes Buch darüber schreiben. Zumindest wisst Ihr nun, was eine IP Adresse ist und dass es IPv4 und IPv6 gibt.
Wenn Ihr wissen wollt, welche öffentliche IP Euer Router hat, könnt Ihr folgende Webseite nutzen:

http://www.wieistmeineip.de/

LAN – Local Area Network 

Dies ist die Bezeichnung für ein kleines Netzwerk, welches zuhause oder auch in Unternehmen innerhalb einem Gebäude eingesetzt wird. Hierbei ist jeder Rechner im Netzwerk über eine eindeutige IP-Adresse ansprechbar. Allerdings kann ein LAN auch größere Ausmaße annehmen. So wird ein Netzwerk häufig auch dann als LAN bezeichnet, wenn es privat und nichtöffentlich betrieben wird. Dabei muss dieses Netzwerk nicht lokal beschränkt sein. Ein LAN ist auch nicht auf wenige Stationen beschränkt. Die Anzahl der Stationen kann auch mehrere hundert oder tausend betragen. Wenn es sich dabei zum Beispiel um das LAN eines großen Unternehmens handelt.

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