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IP-Adressen

Wie bereits in Kapitel 1 Einführung in das Arbeiten mit Netzwerken, erwähnt, bestehen die vom IP-Netzwerkprotokoll verstandenen Adressen aus 32-Bit-Zahlen. Jeder Maschine muß eine für die Netzwerkumgebung eindeutige Adresse zugewiesen werden.¹ Wenn Sie ein lokales Netzwerk betreiben, das keine Verbindung zu anderen Netzwerken unterhält, können Sie diese Adressen nach Ihren Wünschen frei vergeben. Einige IP-Adressen sind nur für private Netzwerke reserviert. Die Nummern sind in Tabelle 2.1 angegeben. Für Sites im Internet werden die Nummern dagegen von einer zentralen Stelle, dem Network Information Center (NIC), vergeben.²

Zur einfacheren Lesbarkeit werden IP-Adressen in vier 8-Bit-Zahlen aufgeteilt, die man Oktette nennt. Beispielsweise hat quark.physics.groucho.edu die IP-Adresse 0x954C0C04, was als 149.76.12.4 geschrieben wird. Diese Schreibweise wird häufig als Dotted Quad Notation bezeichnet.

Ein weiterer Grund für diese Notation ist, daß sich IP-Adressen aus einer Netzwerknummer in den führenden Oktetten und aus einer Hostnummer dahinter zusammensetzen. Wenn Sie beim NIC IP-Adressen beantragen, wird Ihnen nicht einfach eine bestimmte Adresse für jeden einzelnen Host zugewiesen, den Sie einbinden wollen, sondern Sie erhalten eine Netzwerknummer und dürfen innerhalb dieser Grenzen jede gültige IP-Adresse verwenden.

Die Länge des Hostanteils hängt von der Größe des Netzwerkes ab. Um diesen unterschiedlichen Bedürfnissen entgegenzukommen, gibt es unterschiedliche Netzwerk­klassen, die unterschiedliche Aufteilungen von IP-Adressen definieren. Die Netzwerkklassen werden im folgenden beschrieben:

Klasse A

Klasse A umfaßt Netzwerke von 1.0.0.0 bis 127.0.0.0. Die Netzwerknummer ist im ersten Oktett enthalten. Es steht also ein 24 Bit langer Hostanteil zur Verfügung, was für ca. 16 Millionen Hosts ausreicht.

Klasse B

Klasse B umfaßt die Netzwerke 128.0.0.0 bis 191.255.0.0. Die Netzwerknummer ist in den ersten beiden Oktetten enthalten. Das ermöglicht 16.384 Netze mit jeweils 64.516 Hosts.

Klasse C

Klasse C umfaßt die Netzwerke 192.0.0.0 bis 223.255.255.0. Die Netzwerknummer steht in den ersten drei Oktetten. Das gestattet mehr als 2 Millionen Netzwerke mit bis zu 254 Hosts.

Klassen D, E und F

Adressen, die im Bereich von 224.0.0.0 bis 254.0.0.0 liegen, sind entweder experimenteller Natur oder für zukünftige Verwendungen reserviert und spezifizieren kein Netzwerk. In diesen Bereich fällt IP-Multicast. Dabei handelt es sich um ein Internet-Protokoll, das es ermöglicht, Informationen an mehrere Stellen gleichzeitig zu übertragen.

Wenn Sie zu unserem Beispiel in Kapitel 1 zurückkehren, sehen Sie, daß 149.76.12.4, die Adresse von quark, auf den Hostrechner 12.4 im Klasse-B-Netzwerk 149.76.0.0 ­verweist.

Sie werden vielleicht bemerkt haben, daß in der obigen Liste nicht alle möglichen Werte für jedes Oktett des Hostanteils verwendet werden dürfen. Der Grund dafür liegt darin, daß die Oktetts 0 und 255 für spezielle Zwecke reserviert sind. Eine Adresse, bei der der Hostanteil nur aus Nullen besteht, steht für das Netzwerk. Sind alle Bits des Hostanteils auf 1 gesetzt, spricht man von einer Broadcast-Adresse. Daten, die an diese Adresse geschickt werden, werden gleichzeitig von allen Hosts in dem angegebenen Netzwerk empfangen. 149.76.255.255 ist also keine gültige Hostadresse, sondern steht für alle Hosts im Netzwerk 149.76.0.0.

Manche Netzwerkadressen sind für besondere Zwecke reserviert, zum Beispiel 0.0.0.0 und 127.0.0.0. Die erste Adresse ist die sogenannte Default-Route, die zweite die Loopback-Adresse. Die Default-Route hat etwas damit zu tun, wie IP Datagramme routet.

Das Netzwerk 127.0.0.0 ist für den IP-Verkehr reserviert, der lokal auf Ihrem Host stattfindet. Üblicherweise wird die Adresse 127.0.0.1 einem speziellen Interface auf Ihrem Host, dem sogenannten Loopback-Interface, zugewiesen, das wie ein geschlossener Kreis funktioniert. Jedes von TCP oder UDP dorthin übergebene Paket wird direkt von dort zurückgegeben, als wäre es gerade von einem anderen Netzwerk angekommen. Auf diese Weise können Sie Netzwerksoftware entwickeln und testen, ohne jemals ein “echtes” Netzwerk verwenden zu müssen. Eine andere sinnvolle Anwendung ergibt sich beim Einsatz von Netzwerksoftware auf einem Host, der nicht vernetzt ist. Das ist gar nicht so ungewöhnlich, wie es klingt. Beispielsweise verfügen viele UUCP-Sites gar nicht über IP-Connectivity, wollen aber trotzdem das INN-News-System einsetzen. Für den korrekten Betrieb unter Linux benötigt INN das Loopback-Interface.

Einige Adressenbereiche jeder Netzwerkklassen gelten als “reserviert” oder “privat”. Diese Adressen sind für die Anwendung in privaten Netzwerken bestimmt und werden im Internet nicht geroutet. In der Regel werden sie von Organisationen benutzt, die ihr eigenes Intranet aufbauen. Aber sie werden häufig auch für kleinere Netzwerke verwendet. Die reservierten Netzwerkadressen können Tabelle 2.1 entnommen werden.

Tabelle 2.1: Für private Zwecke reservierte IP-Adressenbereiche

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