IPv4

IP steht für Internet Protocol, das verwendet wird, um Datagramme zwischen Hosts in einem Netzwerk bereitzustellen. Typischerweise ist es ein Verfahren, bei dem Daten von einem Computergerät zu einem anderen Computergerät über das Internet gesendet werden. IPv4 ist die vierte Version des Internet-Protokolls, die angepasst wurde und heute in der Datenkommunikation über verschiedene Arten von Netzwerken weit verbreitet ist.[1] Es gilt als eines der Kernprotokolle standardbasierter Internetarbeitsmethoden im Internet und war die erste Version, die während der Zeit von ARPANET für die Produktion eingesetzt wurde. IP steht für ein Protokoll, das wie das Ethernet auf paketvermittelte Schichtnetze setzt. Es bietet eine logische Verbindung zwischen verschiedenen Netzwerkgeräten, indem es die Identifikation für jedes Gerät bereitstellt.

Funktionalität

IPv4 verwendet ein 32-Bit-Adressschema, das insgesamt 2 bis 32 Adressen oder etwas mehr als 4 Milliarden Adressen ermöglicht.[2] Diese basiert auf dem Best Effort Modell. Das Modell stellt sicher, dass es zu keiner doppelten Lieferung kommt. Alle diese Aspekte werden von der oberen Transportschicht behandelt. Diese Version von IP wird als Grundlage für das Internet verwendet und legt alle Regeln und Vorschriften für die Computernetze fest, die nach dem Prinzip des Paketaustauschs funktionieren. Die Verantwortung dieses Protokolls besteht darin, Verbindungen zwischen Computergeräten, Servern und mobilen Geräten herzustellen, die auf IP-Adressen basieren. Beim Informationsaustausch in IPv4 wird er von den IP-Paketen durchgeführt. Ein IP-Paket ist in 2 große Felder unterteilt, nämlich den Header und das Datenfeld. Das Datenfeld dient dazu, wichtige Informationen zu übertragen, während ein Header alle Funktionen des Protokolls enthält.

IPv4-Funktionen auf der Netzwerkschicht des TCP- oder IP-Protokollstapels. Seine Hauptaufgabe besteht hauptsächlich darin, die Datenblöcke vom sendenden Host zum Zielhost zu übertragen, wo die Sender und Empfänger Computer sind, die durch die Internet-Protokoll-Adressen eindeutig identifiziert werden. Das Gute an der IP-Adresse ist, dass sie als eindeutige Kennung für Computergeräte verwendet wird, die mit einem lokalen Netzwerk oder dem Internet verbunden sind. Es wird typischerweise für die Adressierung und Übertragung von Daten über das Netzwerk verwendet. Andernfalls kann das Gerät nicht feststellen, wo es tatsächlich Daten sendet. Alle Geräte, die über ein Netzwerk betrieben werden, wie Computergeräte, Netzwerkdrucker, Telefone, Server und mehr, benötigen wirklich eine eigene Netzwerkadresse.

Die Adressen von IP sind den Passdaten ähnlich. IPv4-Adressen werden meist mit 4 Dezimalzahlen von 0 bis 255 geschrieben und durch einen Punkt getrennt.

Zum Beispiel: 172.128.1.1.2

Es gibt eine minimale Adresse und eine maximale Adresse; die mögliche minimale Adresse ist 0.0.0.0.0 und die mögliche maximale Adresse ist 255.255.255.255.255.255. Ohne diese IP-Adresse wird ein Gerät im Netzwerk nicht identifiziert und kann keine Informationen mit anderen Geräten im privaten Netzwerk oder in einem öffentlichen Netzwerk austauschen.

Darüber hinaus funktioniert diese Version von IP auf der Netzwerkschicht des OSI-Modells und auf der Internetschicht von TCP oder IP-Modell. Dies gibt der IP die Verantwortung, den Host basierend auf den logischen Adressen zu identifizieren und die Daten zwischen oder unter ihnen über das zugrunde liegende Netzwerk zu leiten. Diese IP, die ein 3-Schicht-Protokoll hat, bezieht die Datensegmente von der 4. Schicht, die transportiert wird, und teilt sie in das so genannte Paket ein. Das IP-Paket kapselt die Dateneinheit, die von der obigen Schicht empfangen wird, und fügt eigene Kopfinformationen hinzu.[3]

Komponenten

Nachfolgend sind die beiden Teile einer IP-Adresse aufgeführt, die auf dem ursprünglichen Design von IPv4 basieren:

Netzwerkkennung

Dies ist ein Teil der IP-Adresse, der verwendet wird, um Personen oder verschiedene Geräte in einem Netzwerk zu identifizieren, genau wie ein lokales Netzwerk oder das Internet. Dies ist ein Design, um die Sicherheit eines Netzwerks und der damit verbundenen Ressourcen zu gewährleisten. Dies ist das bedeutendste Oktett der Adresse.

Host-Kennung

Dies bezieht sich auf den Namen, der im Hostprogramm deklariert ist.

Adressierungsmodi

Nachfolgend sind die drei verschiedenen Arten von Adressierungsmodi aufgeführt, die von IPv4 unterstützt werden:

Unicast-Adressiermodus

Diese Adresse hilft bei der Identifizierung eines eindeutigen Knotens in einem Netzwerk. Dies bezieht sich einfach auf einen einzelnen Sender und einen einzelnen Empfänger, kann aber sowohl beim Senden als auch beim Empfangen verwendet werden. In diesem Modus werden die Daten nur an einen bestimmten Host gesendet. Das Feld Zieladresse hat eine 32-Bit-IP-Adresse des Ziel-Hosts. Dies ist die häufigste Form der Adressierung des Internet-Protokolls.[4]

Broadcast-Adressiermodus

Dies bezieht sich auf eine Netzwerkadresse, an der alle Geräte, die mit einem Kommunikationsnetzwerk mit mehreren Zugriffen verbunden sind, zum Empfangen von Diagrammen aktiviert werden. Eine Nachricht, die an eine Broadcast-Adresse gesendet wird, kann von allen im Netzwerk angeschlossenen Hosts empfangen werden. In diesem Modus wird das Paket an alle Hosts in einem Segment eines Netzwerks adressiert. Das Feld Zieladresse hat eine spezielle Broadcast-Adresse. Wenn der Host ein Paket im Netzwerk sieht, ist er verpflichtet, es zu verarbeiten.

Multicast-Adressiermodus

In IPv4 wird dies durch das bedeutendste Muster von 1110 definiert. Dazu gehören die Adressen von 224.0.0.0.0.0 bis 239.255.255.255.255.255. Dieser Modus ist eine Mischung aus den beiden vorherigen Modi. Bei diesem Paket enthält die Zieladresse eine spezielle Adresse, die von 224.x.x.x.x.x beginnt und von mehr als einem Host unterhalten werden kann. Mit dem Wachstum des Internets ist es wirklich zu erwarten, dass die Anzahl der ungenutzten IPv4-Adressen irgendwann ausläuft, da jedes Gerät wie Computer, Smartphones und Spielkonsolen oder solche, die sich mit dem Internet verbinden, eine Adresse benötigt.[5]

Historie

Aktuelle Internetprotokolle, die in moderne Systeme integriert sind, nutzen komplexere und komplexere Technologien, die auf Entwicklungen aus dem NCP-Protokoll (Network Control Program) des ARPANET (Advanced Research and Project Agency Network) basieren. Vinton Cerf und Robert Kahn sind als Vorfahren von TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) bekannt.[6] Beim Arbeiten mit dem TCP wurde IP als Datagramm eingeführt, das nicht auf ein verbundenes Protokoll angewiesen war, sondern einen Header und eine Nutzlast enthielt. Der Header kodierte die Quell- und Zieladresse des Datenpakets, während die Nutzlast die eigentlichen Daten trug. Cerf und Kahn arbeiteten mit dem US-Verteidigungsministerium zusammen, um die erste große Version des IP, die derzeit noch weit verbreitet ist, zu pingen - IPv4.[7]

Konkret wurde IPv4 erstmals 1983 für die Produktion im ARPANET eingesetzt. IPv4 ist in der IETF-Publikation RFC 791 im Jahr 1981 beschrieben und ersetzt eine frühere Definition im Jahr 1980. Die US-Regierung kam jedoch zu dem Schluss, dass die IPv4-Adresse einen begrenzten Satz von Adressen, nur rund 4 Milliarden mögliche Kombinationen, für die 7 Milliarden Menschen weltweit darstellt und begann mit einer neueren Version, die nun in bestehende Netzwerke integriert wird - dem IPv6.


  1. https://www.techopedia.com/definition/5367/internet-protocol-version-4-ipv4 ↩︎

  2. https://www.webopedia.com/DidYouKnow/Internet/ipv6_ipv4_difference.html ↩︎

  3. https://www.tutorialspoint.com/ipv4/ipv4_quick_guide.htm ↩︎

  4. https://www.techopedia.com/definition/2464/unicast-address ↩︎

  5. https://www.webopedia.com/DidYouKnow/Internet/ipv6_ipv4_difference.html ↩︎

  6. https://www.colocationamerica.com/blog/history-of-ip-address-part-2-tcp-ip ↩︎

  7. https://www.colocationamerica.com/ip-services/ipv4.htm ↩︎