IPv4

Ipv4 ist die vierte Version des Internet Protokolls. Es wurde 1981 von Jon Postel definiert. Inzwischen ist es sehr weit verbreitet und bildet eine technische Grundlage für das Internet.

IPv4 benutzt 32-Bit Adressen dadurch sind maximal 4.294.967.296 Adressen möglich. Sie werden dezimal geschrieben, also z.B. 234.123.129.56.

Es wird gerechnet mit 2^32.

Die 255 wird als Broadcast verwendet. Ein Broadcast ist eine Übertragung an alle.

Die 0 wird als Netz selbst bezeichnet und adressiert meistens den Router. Man kann die Dezimalschreibweise aber auch in eine Binäre Schreibweise umwandeln, dann sieht eine Adresse z.B. so aus: 11111111.11111111.11111111.00000000

Ein IP-Paket besteht aus einem Header und den eigentlichen Daten. Der Datenteil enthält in der Regel ein weiteres Protokoll, meist TCP, UDP oder ICMP. Die maximale Länge der Daten beträgt 65515 Bytes (2¹⁶-1-minimale Headerlänge). Normalerweise beschränkt der Sender die Paketlänge auf diejenige des zugrunde liegenden Mediums.

IPv6

IPv6 ist die 6. Version des Internet Protokoll. Es wird entwickelt von Nec, Fujitsu und ca. 18 anderen Firmen entwickelt. Die IETF überwacht die ganze Entwicklung. IPv6 soll IPv4 ablösen da die 4.294.967.296 möglichen Adressierungsmöglichkeiten fast verbraucht sind.

Ipv6 benutzt eine 128-Bit Adresse aus dem Hexadezimal-System getrennt durch Doppelpunkte. Z.B. 243f:6a88:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344. Wenn eine 16-Bit Gruppe aus 0000 besteht kann man die zahl weg lassen, so das dann zwei Doppelpunkte auf einander folgen.

Mit 2^128 errechnet man die maximalen Adressierungsmöglichkeiten. So erhält man 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 Adressen.

Im Gegensatz zu IPv4 hat der IP-Header bei v6 eine feste Länge. Router müssen überlange Pakete nicht mehr selbst fragmentieren, sondern senden eine ICMP-Nachricht an den Absender, doch bitte kleinere Pakete zu schicken, und es werden keine Prüfsummen mehr über das IP-Paket berechnet, man nutzt nur noch die Fehlerkorrektur in den Schichten 2 und 4. Die meisten Felder im Header sind auf 64-Bit-Grenzen ausgerichtet, so dass der Speicherzugriff im Router nicht unnötig ausgebremst wird. Die Flags liegen jetzt in Zwischenheadern zwischen dem IP-Header und dem Layer-4-Header (TCP/UDP). Dadurch können sich Hochleistungsrouter auf ihre Kernaufgaben konzentrieren und müssen nicht mehr die Fehler anderer Schichten ausbügeln.

IPv6 Adresstypen

Es gibt verschiedene Arten von IPv6-Adressen. Alle haben spezielle Aufgaben und werden an dem ersten Teil der Adresse erkannt. Dieser Teil wird auch als Präfix bezeichnet.

· Das Präfix „00“ steht für eine Adresse die von IPv4 zu IPv6 umgeleitet werden kann.

· ::1 steht für den eigenen Standort, besser bekannt als „localhost“.

· Die Präfixe 2 oder 3 stehen für globale Unicast-Adressen, also eine routbare und weltweit einzigartige Adresse.

· fe80 bis febf sind so genannte linklokale Adressen (link local address), die von Routern nicht weitegeleitet werden dürfen und daher nur im gleichen Teilnetz erreichbar sind. Interessant werden sie bei der Autokonfiguration.

· Adressen mit Präfixen „fec0“ bis „feff“ sind die Nachfolger der privaten IP-Adressen (beispielsweise 192.168.x.x). Sie dürfen nur innerhalb der gleichen Organisation geroutet werden. Man nennt sie auch Site-local (standortlokal). Diese Adressen sind inzwischen abgelehnt (engl. deprecated) und werden aus zukünftigen Standards möglicherweise verschwinden.

· Multicast Adressen haben den Präfix „ff“.

o ffx1: knotenlokal, diese Pakete verlassen nie den Knoten.

o ffx2: linklokal, werden von Routern grundsätzlich nie weitergeleitet und können deshalb das Teilnetz nicht verlassen.

o ffx5: sitelokal, dürfen zwar geroutet werden, jedoch nicht von Border-Routern.

o ffx8: organisationslokal, die Pakete dürfen auch von Border-Routern weitergeleitet werden, bleiben jedoch "in der Firma" (hierzu müssen seitens des Routing-Protokolls entsprechende Vorkehrungen getroffen werden).

o ffxe: globaler Multicast, der überall hin geroutet werden darf.

Unicast

Unicast ist eine Punkt-zu-Punkt Verbindung. Grundsätzlich gilt dies als eine Verbindung zwischen zwei Netzwerkteilnehmern.

Anycast

Anycast ist eine Adressierungsart bei der man über eine einzelne IP einen bestimmten einzelnen oder einen Rechner aus einer bestimmten Gruppe erreichen kann. Es antwortet derjenige der die kürzeste Antwortstrecke über den Router hat.

Für den Client besteht zwischen Unicast und Anycast kein Unterschied.

Anycast wird bei Root und DNS-Servern verwendet.

Multicast

Multicast eine Mehrpunktverbindung. Es ist eine Übertragungsart die von einem Punkt zu einer Gruppe geleitet wird. Der Vorteil von Multicast besteht darin, dass gleichzeitig Nachrichten an mehrere Teilnehmer oder geschlossene Teilnehmergruppe übertragen werden. Dabei werden die auszuliefernden Pakete an jedem neuen Verteiler (Switch, Router) kopiert und danach weitergeleitet