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IP (Internet Protocol): Bedeutung und Funktionsweise

Datenübertragung über das Internet Protocol

IP (Internet Protocol): Bedeutung und Funktionsweise

Das Internet Protocol (IP) hat eine enorme Bedeutung für die moderne Gesellschaft. Es organisiert die Datenübertragung über das Internet und gibt dafür Regeln vor, die weltweit gültig sind. Nur durch diese einheitlichen Vorgaben ist es möglich, dass dieses globale Netzwerk funktioniert. Das Internet Protocol ist sowohl für die private Kommunikation und Informationsbeschaffung als auch für geschäftliche Anwendungen unverzichtbar geworden.

Bevor wir auf die Eigenschaften und die Verwendung des Internet Protocols eingehen, wollen wir noch kurz mit einem häufigen Fehler aufräumen. Immer wieder liest man den Ausdruck IP Protocol beziehungsweise IP-Protokoll. Dieser ist jedoch falsch. IP steht bereits für Internet Protocol. Durch die genannten Ausdrücke würde es daher zu einer Dopplung kommen. Deshalb ist es wichtig, entweder nur die Abkürzung IP oder die ausgeschriebene Form Internet Protocol zu verwenden.

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Welche Aufgabe hat IP?

Das IP kommt für die Datenübertragung im Internet zum Einsatz. Es befasst sich dabei mit unterschiedlichen Aspekten. Zum einen enthält es Vorgaben für die IP-Adressen. Diese dienen dazu, den Empfänger eindeutig zu identifizieren. Nur so gelangen die Informationen zum richtigen Adressaten. Auf diesen Aspekt gehen wir später noch ein. Darüber hinaus kommt das Internet Protocol zum Einsatz, um die einzelnen Informationen in Datenpakete aufzuteilen. Dieser Standard erzeugt keine feste Verbindung zwischen Sender und Empfänger. Stattdessen teilt er die Daten in einzelne Pakete auf. Diese verschickt er separat. Eine Internetseite oder andere Informationen sind häufig aus unzähligen dieser Datenpakete aufgebaut. Diese können unterschiedliche Wege einschlagen – je nach aktueller Auslastung des Netzwerks. Das kann zur Folge haben, dass sie nicht immer in der gleichen Reihenfolge ankommen, wie sie abgeschickt wurden. Das Internet Protocol gibt nicht nur vor, wie diese einzelnen Pakete aufgebaut sein müssen und auf welche Weise die einzelnen Knotenpunkte sie weiterleiten sollen. Darüber hinaus gibt es vor, wie der Empfänger die Informationen zusammensetzen muss, damit sie ihre ursprüngliche Reihenfolge wieder einnehmen.

Wie ist ein IP-Paket aufgebaut?

Ein IP-Paket besteht immer aus zwei Teilen – dem Kopfbereich und den Nutzdaten. Der Kopfbereich enthält alle Informationen, die zur Weiterleitung und zur Zusammensetzung der einzelnen Pakete erforderlich sind. Hier sind beispielsweise die Adressen des Senders und des Empfängers enthalten. Darüber hinaus ist die Länge des gesamten Pakets angegeben. Außerdem ist eine Angabe vorhanden, welchem Protokoll die Nutzdaten entsprechen. Das ist notwendig, da die Aufbereitung der Rohdaten auf unterschiedlichen Ebenen stattfindet. Weitere Details hierzu erfahren Sie im folgenden Abschnitt. Darüber hinaus enthält der Header noch einige weitere Informationen, die für die Übertragung und für die Integrität der Daten wichtig sind. An diesen Kopfbereich schließen sich dann die eigentlichen Nutzdaten an.

Das Internet Protocol im TCP/IP-Modell

Das Internet Protocol ist Bestandteil des TCP/IP-Modells. Dabei handelt es sich um ein Modell, das die Datenübertragung im Internet organisiert. Es weist vier verschiedene Ebenen auf. Die erste Schicht wird als Anwendungsschicht bezeichnet. Diese enthält Protokolle, die für die einzelnen Anwendungen notwendig sind. Beispiele hierfür sind HTTP und FTP.

Darauf folgt die Transportschicht. Diese erzeugt eine Ende-zu-Ende-Verbindung zwischen zwei Teilnehmern. Dabei ist insbesondere das Transmission Control Protocol (TCP) von Bedeutung. Bevor die Daten übermittelt werden, findet jedoch noch eine Aufteilung in einzelne Pakete statt. Das findet in der Internet-Schicht statt. Hierbei ist das bereits besprochene Internet Protocol von Bedeutung. Darauf folgt dann die Netzzugangsschicht. Diese Protokolle regeln die physische Datenübertragung – beispielsweise per Ethernet.

Die einzelnen Schichten dieses Modells sind schwer zu verstehen. Es stellt jedoch kein Problem dar, wenn Ihnen hierbei noch nicht alle Details klar sind. Wichtig ist es jedoch, dass es Ihnen bewusst ist, dass die Daten in den einzelnen Schichten stets Informationen enthalten, die nach den Protokollen in den darunterliegenden Schichten aufbereitet sind. Die Nutzdaten der IP-Pakete enthalten demnach meistens Informationen, die nach TCP aufbereitet wurden. Erst wenn alle zusammengehörigen IP-Pakete angekommen und ausgewertet sind, ist es möglich, die Auswertung nach TCP vorzunehmen.

IPv4 und IPv6: Worin bestehen die Unterschiede

Das Internet Protocol wurde immer wieder überarbeitet. So entstanden verschiedene Versionen. Die vierte Version trägt die Bezeichnung IPv4. Diese ist von besonderer Bedeutung, da sie bei der weltweiten Ausbreitung des Internets die aktuelle Version darstellte. Daher beruhen viele Grundlagen des Internets auf IPv4.

Von besonderer Bedeutung sind hierbei die IPv4-Adressen. Diese weisen jedem Anwender eine eindeutige Identifizierung zu und ermöglichen so die korrekte Zustellung der IP-Pakete. IPv4-Adressen bestehen aus 32 Bits. Normalerweise werden sie mit vier Zahlen zwischen 0 und 255 dargestellt.

In den Anfangsjahren des Internets ermöglichten die IPv4-Adressen eine einfache Organisation der Teilnehmer. Bei einer Begrenzung auf 32 Bits sind gut 4 Milliarden unterschiedliche Adressen möglich. Allerdings ist ein Teil der Adresse für besondere Zwecke reserviert. Außerdem haben manche Organisationen größere Adressbereiche reservieren lassen. Das führte dazu, dass nach einiger Zeit nicht mehr ausreichend Adressen vorhanden waren. Deshalb kam es bei der Einführung der Version IPv6 auch zu einer Überarbeitung der Adressen. Diese verwenden nun 128 Bits. Das führt zu einer enormen Anzahl an unterschiedlichen Möglichkeiten, die auch auf lange Sicht ausreichen sollte. Die Schreibweise besteht hierbei in der Verwendung von 8 Blöcken, die jeweils 16 Bit repräsentieren. Hierfür kommt die Hexadezimal-Schreibweise zum Einsatz, die neben Ziffern auch Buchstaben nutzt.

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Was ist besser: IPv4 oder IPv6?

Heutzutage existieren IPv4- und IPv6-Adressen parallel zueinander. Manche Anwender fragen sich deshalb, welche Alternative besser ist. Die Antwort darauf hängt jedoch stets von den Bewertungskriterien ab. IPv4-Adessen sind einfach und leicht verständlich. Das stellt für viele Anwender einen großen Vorteil dar. Allerdings gibt es hierbei schlicht und ergreifend zu wenige mögliche Adressen. Deshalb ist dieses System nicht praktikabel. Aus diesem Grund müssen immer mehr Anwender eine IPv6-Adresse verwenden – auch wenn diese etwas komplizierter ist.

IP-Adresse und Internetadresse – worin besteht der Zusammenhang?

Die IP-Adresse kommt zum Einsatz, um einen Internet-Teilnehmer eindeutig zu identifizieren. Wenn Sie jedoch eine Internetseite aufrufen – also eine Datei von einem anderen Internet-Teilnehmer abrufen – geben Sie stets dessen Internetadresse und nicht seine IP-Adresse ein. Das scheint der gerade gemachten Aussage zunächst zu widersprechen.

Dennoch findet der Abruf der Seite über die IP-Adresse statt. Wenn Sie eine Internetadresse eingeben, sendet der Browser diese zunächst zu einem Domain Name Server (DNS). Dieser enthält eine Liste, die die zugehörigen IP-Adressen zu den einzelnen Internetadressen enthält. Diese IP-Adresse sendet er an den Browser zurück, sodass dieser die entsprechende Seite abrufen kann.

Internet Protocol – wichtige Technik für die Datenübertragung im Internet

Das Internet Protocol ist für die Organisation des Internets von großer Bedeutung. Es gibt vor, wie die Daten in einzelne Pakete aufgeteilt und an die richtige Stelle weitergeleitet werden müssen. Darüber hinaus macht es Angaben zu den Adressen, die die einzelnen Teilnehmer identifizieren. Wenn Sie genau verstehen wollen, wie das Internet funktioniert, müssen Sie sich daher gut in die Details des Internet Protocols einarbeiten.

Bildquelle: https://pixabay.com/de/photos/netzwerkkabel-rj45-patch-patchkabel-499792/

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