IP-Adressen

-> Aggregierbar (Zusammenfassbar)

• Anhand der Nummer lässt sich erkennen wo sich das Ziel befindet#

• Beispiel: PLZ, Erste Ziffer 8 sagt aus dass das Ziel sich in Südbayern befindet, 80 heißt München, …

• Der IP Standard verlangt, dass jedem Host eine eindeutige Zahl zugewiesen wird

IPv4

• Darstellung der 32-Bit IPv4-Adresse erfolgt in der Dotted Decimal Notation:
• Jede 8 Bit werden mit einem Punkt getrennt
• Umwandlung in Dezimalzahlen
• Adressbereich: 0.0.0.0 bis 255.255.255.255

IPv6

• Darstellung erfolgt in Colon Hexadecimal Notation:
• Jede 16 Bit werden mit einem Doppelpunkt getrennt
• Umwandlung in Hexadezimalzahlen

Abkürzungen

• Führende Nullen können weggelassen werden
• Case-Insensitiv
• Aufeinanderfolgende Null-Felder können durch :: abgekürzt werden, aber nur einnal pro Adresse

Beispiele

• 2001:0000:0234:0000:0000:A12B:0001:ABC0 - 2001:0:234::A12B:1:ABC0
• FF02:0:0:0:0:0:0:1 - FF02::1
• 0:0:0:0:0:0:0:1 - ::1
• 0:0:0:0:0:0:0:0 - ::

In der URL

• In der URL ist die IPv6 Adresse in eckigen Klammern anzugeben:
• http://[2001:0:234::A12B:1:ABC0]:8080/index.html

Hierachie von IP-Adressen

• Die IP-Adresse setzt sich zusammen aus
  • Netzwerk-ID (Präfix) - Adresse des physikalischen Netzwerks
    • Zuweisung muss global koordiniert sein
    • Keine zwei Netzwerke dürfen die selbe Netz-ID haben
  • Interface-ID (Suffix) - Adresse des Rechners innerhalb dieses Netzwerks
    • Suffixe können lokal vergeben können

Subnetzmaske

Gibt an, wie viele Bits zum Präfix (Netz-ID) gehören.

Darstellungsmöglichkeiten:

1. CIDR-Darstellung (Classless Interdomein Routing):
   • Wird bei der IP-Adresse mittels /n angehängt
   • Beispiele:
     • 223.1.1.4/24 -> Die linken 24 Bit sind die Netz-ID
     • F001::1/64 -> Die linken 64 Bit sind die Netz-ID
2. Klassische IPv4 Darstellung von /n durch 32-Bit Zahl
   • Linke n Bits sind eine 1, restliche sin 0
   • Diese 32-Bit Zahl wird auch wieder in Dotted-Decimal angegeben
   • Verwechslungsgefahr: Die Subnetzmaske schaut dann so aus wie eine IPv4-Adresse, ist aber keine!

• Je größer die Subnetzmaske, umso weniger IP-Adressen stehen für das Subnetz zur Verfügung

Reservierte Suffixe

• Kleinster Suffix - Name für das gesamte Netzwerk (IPv4, IPv6)
• Größter Suffix - Broadcast-Adresse (IPv4)

Ursprüngliche Aufteilung

Klasse	Start der IP-Adresse	Präfix
Class A (veraltet)	0	8 Bit
Class B (veraltet)	10	16 Bit
Class C (veraltet)	110	24 Bit
Class D	1110	Multicast
Class E	1111	Future Use

Verwendung der IP-Darstellung

IP-Adresse /n kann für eine IP-Adresse folgendes bedeuten:

1. Der Präfix der IP-Adresse besteht aus n Bits

neu:

2. Adressblock - Menge aller IP-Adressen, die in den ersten n Bits mit der IP-Adresse übereinstimmen. Üblicherweise wird mit der kleinsten IP-Adresse angefangen

Vergabe von IP-Adressen

• Globaler Unicast-Bereich: 2000::/3
• Von IANA für RIRs vergeben: 2001::/16
• RIR RIPE NCC: 2001:600/23
• ISP DFN (Deutsches Forschungsnetz): 2001:636::/32
• Endkunde (z.B. OTH Regensburg): 2001:638:A01::/48

Private IP-Adressen

RFC 1918: Address Allocation for Private Internets

• Adressräume 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 und 192.168.0.0/16
• Sind reservierte IP-Adressen für Private Rechner
• Diese Adressen darf jeder nutzen
• Pakete von und an diese Adressen werden von globalen Routern verworfen

NAT - Network Adress Translation

• Oft verwenden Heimnetze private IP-Adressen
• Damit die Hosts in Heimnetzen trotzdem mit dem Internet kommunizieren zu können, betreibt der Heimnetzrouter NAT:
• Private IP-Adressen werden mit der IP-Adresse des Routers ersetzt, der mit dem Internet verbunden ist

Spezielle IPv4-Adressen

• Netzwerk-Adressen
  • Beziehen sich auf das Netzwerk selbst, nicht einen Rechner im Netzwerk
  • IP reserviert dafür die Adresse Null
  • Verwendet in Routingtabellen
• Broadcast-Adressen
  • Um Paket an Alle Hosts zu senden
  • Suffix besteht aus lauter 1en
• Begrenzte Broadcast-Adressen
  • 255.255.255.255
  • Adressiert alle Hosts des lokalen physikalischen Subnetzes
  • Wird während des Starts von einem Computer verwendet, der seine Adresse noch nicht kennt
• This Computer-Adresse
  • 0.0.0.0
  • Darf als Absenderadresse verwendet werden, falls der Rechner seine IP noch nicht kennt aber schon ein Paket verschicken möchte (z.B. Anforderung der Netzwerkkonfiguration -> DHCP)
• Loopback-Adresse
  • 127.0.0.0/8
  • Am häufigsten: 127.0.0.1
  • Anfragen an diese Adresse werden von der sog. Loopback if-Netzwerkkarte des Routers wieder an den Absender geschickt

Spezielle IPv6-Adressen

• Unspecified
  • 0:0:0:0:0:0:0:0 bzw. in kurz ::
  • wie 0.0.0.0 in IPv4
• Loopback
  • ::1
  • wie 127.0.0.1 in IPv4
• Link-local
  • FE80:0:0:0:<interface identifier>
  • <interface identifier> basiert auf der MAC-Adresse des Interfaces
  • Scope = Local
  • Kann nur im selben Subnetz verwendet werden
  • Werden nicht geroutet
  • Gibt jeder Netzwerkkarte eine gültige IPv6 Adresse zum Start der Kommunikation
  • Anwendungen sollen diese Adresse nicht verwenden
  • Eher für Betriebssysteme und Low-Level Probleme
• Unique Local Unicast
• Aggregatable Global
  • Adressen die mit 2001 beginnen (genauer: Die IP beginnt mit den Bits 001)
  • Eigentliche IPv6-Adressen
  • Scope = Welt

  • = 48 Bit Präfix für Site

  • <= 16 Bit für Subnetze in der Site
  • 64 Bit für Interface ID
• Multicast
  • FF<flags><scope>::<multicast group>
  • Kein Broadcast in IPv6, dafür Multicast

Routingtabellen - Optimierungen

Default Route

• Eintrag in der Routingtabelle mit 0.0.0.0 und Subnetzmaske 0.0.0.0
• Aber: Router muss durch alle Tabelleneinträge schauen welcher passt
  • Treffen mehrere Zeilen für eine Zieladresse zu, wird die mit der größeren Subnetzmaske gewählt (longest prefix rulez)

Aggregation

• Sind an einem Router mehrere Subnetze angehängt, deren Adressräume aufeinander folgen:
• Andere Router müssen in der Tabelle nur wissen dass der gesamte Adressraum an diesen Router geschickt werden muss
• Dafür “aggregiert” eine Zeile mit der passenden Subnetzmaske