LAN-LEITFADEN - SMC

13. IP-Grundlagen fürs LAN
Das TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet
Protocol) hat sich in der Netzwerkwelt weitestgehend
durchgesetzt. Spätestens mit dem Vordringen des Internets
bis in den privaten Bereich ist TCP/IP zu einem
Quasi-Standard geworden.
Lange Zeit wurde TCP/IP hauptsächlich im Zusammenhang
mit UNIX eingesetzt, und ist, im Gegensatz zu anderen
Protokollen, nicht nur für das LAN, sondern auch für
den Weitverkehrsbetrieb (WAN) konzipiert.
Das Akronym TCP/IP bezeichnet eine ganze Protokoll-
Familie. Die Bezeichnung TCP/IP ist somit etwas irreführend.
Inzwischen spricht man aus diesem Grunde einfach
von IP-Netzen. Durch ein Standard-Gremium (IETF, Internet
Engineering Task Force) werden laufend neue Vorschläge
(RFCs, Request for Comment) erfasst und allgemein
verfügbar gemacht.
Da TCP/IP zunehmend auch in lokalen Netzen eingesetzt
wird, trifft man auch hier auf einer Reihe von IP Protokollen
und Mechanismen.
13.1 IP-Adressen
Wie im weltweit größten Netzwerk, dem internationalen
Telefon-Netz, benötigen auch globale Computernetze ein
eindeutiges Adressierungsschema. Solange wir uns in
einem abgeschlossenen Ethernet-LAN befinden, in dem
jeder Rechner eine physikalische Adresse (MAC-Adresse)
hat, ist dies noch einfach zu lösen. Ein Protokoll wie
NetBEUI arbeitet auf diese Weise, der Einsatz ist jedoch
damit auf das lokale Netz beschränkt. Zwar hat jeder
LAN-Rechner eine eigene, weltweit einzigartige MAC-
Adresse, diese Adressen sind jedoch fest mit der Hardware
verknüpft und werden durch den globalen Vertrieb
dieser Produkte mehr oder weniger zufällig über den Planeten
verstreut. Außerdem verstehen die meisten Weitverkehrsnetze
diese Adressierung nicht, wodurch ein
„globales LAN“, wie bereits der Widerspruch in der
Bezeichnung andeutet, nicht möglich ist.
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Also hat man zur Steuerung dieser Wegewahl über die
Weitverkehrsnetzwerke hinweg (Routing) die IP-Adressierung
eingeführt. Wie bei den MAC-Adressen ist diese
Adresse weltweit eindeutig, nur weiß man durch die Prozedur
der Vergabe, wo sie ist. Dadurch wird das Routing,
also die Steuerung der Wegewahl zwischen zwei IP-Netzwerkknoten
deutlich vereinfacht. Da große Internet-
Backbone Router z.T. mehrere hundert Millionen Pakete
pro Sekunde weiterrouten müssen, ist das ein entscheidender
Vorteil.
– IP-Adressen werden zugewiesen. Die Einstellung kann
statisch erfolgen oder dynamisch mittels DHCP (Dynamic
Host Configuration Protokoll)
– IP-Adressen bestehen aus 32 Bit und setzen sich aus
einer Art „Vorwahl“ (Network-ID) und einer
„Anschlussnummer“ (Host-ID) zusammen. Die Länge
der „Vorwahl“ wird durch die sog. Netzwerkmaske
(Subnet-Mask) angegeben.
– Es gibt weltweit genutzte IP-Adressen, die nur einmal
existieren dürfen und auch reservierte Bereiche (Networks-IDs)
für die Benutzung in privaten Netzwerken.
Diese IP-Adressen können damit mehrfach vorkommen
und nur innerhalb dieser Inseln genutzt werden.
– Falls mehrere Schnittstellen an einem Rechner oder
Router vorhanden sind, bekommt jede eine eigene IP-
Adresse zugewiesen.
– Innerhalb eines Netzwerks (Network-ID) können Nachbarstationen
direkt erreicht werden (ARP, Address
Resolution Protocol). Für alle anderen Stationen benötigen
die Rechner eine Art „Vermittlung“ (Default Router/Gateway).
Da im Vergleich zu den Ethernet MAC-Adressen hier die
Anzahl der zur Verfügung stehenden IP-Adressen deutlich
geringer ausfällt, ist inzwischen eine deutliche Verknappung
an Internet-Adressen eingetreten. Im Vergleich
zum Ethernet stehen bei IP nur noch etwa hochgerechnet
3 Adressen pro Hektar Land zur Verfügung. Das ist der
Grund, warum diese Adressen beispielsweise bei den günstigsten
Lösungen für den Internet-Zugang immer nur
zeitweise „ausgeliehen“ werden (DHCP).