Ein Brief erreicht sein Ziel nur, wenn die vollständige und präzise Adresse angegeben ist – mit Land, Stadt, Postleitzahl, Straße und Hausnummer. Diese Angaben sind entscheidend, damit Mitarbeiter der Post wissen, wohin der Brief gesendet werden soll. Dies lässt sich auch auf das Internet übertragen: Jedes Gerät in einem Netzwerk – sei es intern oder extern – benötigt eine unverwechselbare „Hausnummer“, um Daten mit anderen Geräten austauschen zu können. Diese sogenannte IP-Adresse unterscheidet sich allerdings stark von den Adressen, die wir auf Briefen verwenden. Aber was verbirgt sich eigentlich hinter diesen scheinbar zufälligen Zahlenkombinationen?
Was genau ist eine IP-Adresse?
Die IP-Adresse (kurz für "Internet Protocol Address") ist eine eindeutige Kennung, die jedem Gerät innerhalb eines Netzwerks – ob intern oder extern – zugewiesen wird. Sie basiert auf dem Internetprotokoll, dem Fundament des gesamten Internets. Mit dieser Adresse können Geräte wie Computer, Drucker oder Webserver eindeutig identifiziert werden, wodurch die Kommunikation im Internet oder einem Netzwerk ermöglicht wird. Interessanterweise kann eine IP-Adresse auch mehrere Geräte gleichzeitig ansprechen, zum Beispiel beim Broadcasting oder Multicasting. Umgekehrt kann ein einzelnes Gerät, wie ein Computer, mit mehreren IP-Adressen ausgestattet sein. Wichtig ist jedoch, dass jede IP-Adresse innerhalb eines Netzwerks stets einzigartig ist und nicht mehrfach gleichzeitig vergeben werden kann.
Wie ist eine IP-Adresse aufgebaut?
IP-Adressen existieren in zwei unterschiedlichen Varianten, die sich optisch und technisch stark voneinander unterscheiden. Dennoch haben beide eines gemeinsam: Sie bestehen aus einem Netzwerkteil, der für die Routenfindung beim Datentransfer zuständig ist, und einem Geräteteil, der sicherstellt, dass die Daten das richtige Endgerät erreichen.
IPv4-Adressen: Die Gegenwart
Aktuell dominiert die Internet Protocol Version 4 (IPv4) die Netzwerkwelt. Diese Adressen basieren auf einer 32-Bit-Struktur, was sie rein technisch zu 32-stelligen Binärzahlen macht – etwa in der Form 11000000 10101000 10110010 00011111. Um diese langen Zahlen leichter handhaben zu können, werden sie üblicherweise in vier Dezimalblöcke bestehend aus den Werten 0 - 255 aufgeteilt, die durch Punkte getrennt sind. So ergibt sich zum Beispiel die Adresse 192.168.145.25.
IPv4 ermöglicht rund 4,3 Milliarden einzigartige Adressen. Obwohl diese Zahl für die weltweiten Geräte schon heute knapp erscheint – insbesondere, da viele Adressen für spezielle Zwecke reserviert sind –, reichte sie bisher aus. Grund dafür ist, dass nicht alle Adressen gleichzeitig benötigt werden und viele Geräte ausschließlich in privaten Netzwerken agieren.
IPv6-Adressen: Die Zukunft
Die steigende Anzahl internetfähiger Geräte, insbesondere durch das Internet der Dinge (IoT), sorgt jedoch dafür, dass der IPv4-Adressraum langsam erschöpft ist. Als Lösung wurde IPv6 eingeführt, die nächste Generation des Internetprotokolls. Mit IPv6 können unglaubliche 340 Sextillionen Adressen generiert werden – eine Zahl mit 37 Nullen. Damit bietet IPv6 ausreichend Kapazität für zukünftige Anforderungen.
IPv6-Adressen sind 128 Bit lang. Würden sie vollständig als Binärzahlen geschrieben, wären sie extrem unhandlich. Stattdessen werden sie in der hexadezimalen Schreibweise dargestellt. Die 128 Bits werden in acht Blöcke zu je 16 Bit aufgeteilt, die durch Doppelpunkte getrennt sind. Ein Beispiel: 0000:0000:0000:0000:0000:ffff:f7b9:fb31.
Um die Lesbarkeit zu verbessern, können führende Nullen in den Blöcken weggelassen werden und zusammenhängende 0000-Blöcke dürfen durch „::“ ersetzt werden. Das Ergebnis ist die kompakte Darstellung ::ffff:f7b9:fb31.
Netzwerk- und Geräteteil von IP-Adressen
Beim Versand eines Briefs reicht es nicht aus, nur das Land und die Stadt anzugeben. Ohne Straße, Hausnummer und gegebenenfalls Stockwerk kann die Sendung den Empfänger nicht erreichen. Ähnlich verhält es sich bei IP-Adressen: Damit Daten an das korrekte Ziel gelangen, muss sowohl das Netzwerk als auch das spezifische Endgerät, der sogenannte Host, eindeutig identifizierbar sein.
Bei IPv4 erfolgt diese Trennung durch eine Netzwerkmaske, die die Adresse in einen Netzwerk- und einen Geräteteil aufspaltet. Bei IPv6 wird derselbe Zweck durch die sogenannte Präfixlänge erfüllt. Hier repräsentieren die ersten 64 Bits das Präfix, also die Netzwerkadresse, während die verbleibenden 64 Bits als Interface Identifier das Zielgerät bestimmen.
Wofür wird eine IP-Adresse verwendet?
Die IP-Adresse dient als eindeutige Kennung eines Geräts innerhalb eines Netzwerks – egal ob intern oder extern. Sie ermöglicht die korrekte Adressierung und den zuverlässigen Transport von Daten vom Absender zum Empfänger.
Möchte ein Gerät ein Datenpaket verschicken, prüft der zuständige Router den sogenannten IP-Header, in dem sowohl die Quell- als auch die Ziel-IP-Adresse enthalten sind. Stimmen die Netzwerkteile beider Adressen überein, bedeutet das, dass Absender und Empfänger im selben Netzwerk liegen. In diesem Fall wird das Datenpaket direkt zugestellt.
Befinden sich die Geräte jedoch in unterschiedlichen Netzwerken, übernimmt der Router eine zentrale Rolle – ähnlich einer Poststelle. Um das Datenpaket an die richtige Adresse weiterzuleiten, greift er auf das weltweit verfügbare Domain Name System (DNS) zurück. Dieses System ist für die Namensauflösung zuständig, das heißt, es übersetzt lesbare Gerätenamen in IP-Adressen und umgekehrt.
Beispiel
Ruft ein Nutzer die Webseite www.example.com auf, gibt das DNS die zugehörige IP-Adresse zurück – etwa die IPv4-Adresse 23.32.239.17 oder die IPv6-Adresse 2a02:26f0:1700:16::b856:fbd4. Das Datenpaket wird anschließend über eine Reihe von Routern, Netzwerken und Subnetzen weitergeleitet, bis es den Router des Empfängers erreicht und schließlich zugestellt wird.
Wer ist für die Vergabe von IP-Adressen verantwortlich?
Die Verwaltung und Verteilung von IP-Adressen liegt in den Händen der Internet Assigned Numbers Authority (IANA). Diese Organisation ist Teil der Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN) und trägt die Verantwortung für den gesamten verfügbaren IP-Adressraum. IANA teilt diesen in große Blöcke auf und übergibt sie an die fünf Regional Internet Registries (RIR).
Die fünf RIRs sind:
- AfriNIC
Zuständig für Afrika - APNIC
Verantwortlich für die asiatisch-pazifische Region - ARIN
Zuständig für Nordamerika - LACNIC
Betreut Lateinamerika und die Karibik - RIPE NCC
Deckt Europa, Zentralasien und den Nahen Osten ab
Das RIPE NCC ist somit auch für die Vergabe von IP-Adressen in Deutschland zuständig. Die RIRs delegieren die ihnen zugeteilten Adressblöcke an lokale und nationale Vergabestellen, die als Local Internet Registries (LIR) und National Internet Registries (NIR) bezeichnet werden. Diese geben die Adressen wiederum an Internetanbieter (Sub-Provider) oder direkt an Endkunden weiter.
Welche Arten von IP-Adressen gibt es?
Im Wesentlichen wird zwischen dynamischen (wechselnden) und statischen (festen) IP-Adressen unterschieden. Zusätzlich gibt es spezielle IP-Adressen, die für bestimmte Zwecke reserviert sind – viele davon für private Netzwerke.
Dynamische IP-Adressen fürs Surfen im Internet
Dynamische IP-Adressen sind die gängigsten bei der Nutzung des Internets. Wenn ein DSL-Kunde über seinen Router online geht, weist ihm der Internetanbieter (ISP) eine zufällige, noch nicht vergebene IP-Adresse zu. Diese Adresse wird nach jeder Sitzung wieder freigegeben und kann sich zudem regelmäßig, meist alle 24 Stunden, ändern.
Da dynamische IP-Adressen „wiederverwendet“ werden, benötigt der Anbieter weniger IP-Adressen als er Kunden hat – ein Vorteil, weil nie alle Kunden gleichzeitig online sind. Mit IPv6 können die dynamischen Adressen sogar die Knappheit des IPv4-Adressraums entschärfen. Außerdem sind sie für den Anbieter kostengünstiger, da er mit einem kleineren Adresspool eine größere Anzahl an Kunden versorgen kann.
Für den Nutzer bedeutet eine dynamische IP-Adresse einen gewissen Schutz der Privatsphäre, da die ständig wechselnde Adresse eine Anonymität im Internet fördert. Webseitenbetreiber haben es schwerer, das Verhalten von Nutzern zu verfolgen. Stattdessen kommen Cookies zum Einsatz, die vom Nutzer auch wieder gelöscht werden können. Nur der Internetanbieter kann nachvollziehen, welche Websites der Kunde besucht – was immer wieder zu Diskussionen über Datenschutz und Vorratsdatenspeicherung führt.
Wenn eine dynamische IP-Adresse wechselt, führt dies zu einer kurzen Zwangstrennung der Internetverbindung. Diese Unterbrechung tritt in der Regel zwischen 2 und 3 Uhr morgens auf. Während dieser Zeit werden laufende Downloads oder Telefongespräche kurzzeitig unterbrochen. Im Anschluss stellt der Router die Verbindung automatisch wieder her. Für die meisten Nutzer bleibt dieser Vorgang unbemerkt, da er zu einer Uhrzeit stattfindet, in der das Internet selten aktiv genutzt wird. Möchte man den Zeitraum der Zwangstrennung jedoch anpassen, beispielsweise auf 5 bis 6 Uhr, lässt sich dies in den Einstellungen des DSL-Routers entsprechend konfigurieren.
Statische IP-Adressen für Websites und Unternehmen
Im Gegensatz dazu bleibt eine statische IP-Adresse immer gleich, es sei denn, der Besitzer entscheidet sich für eine Änderung. Statische Adressen werden vor allem für Webserver benötigt, die über dieselbe Adresse erreichbar sein sollen. Auch in lokalen Netzwerken (LANs) kommen statische IP-Adressen zum Einsatz, etwa für die Kommunikation mit einem Drucker oder anderen Geräten im Heimnetzwerk. Der größte Nachteil statischer IP-Adressen ist ihre einfache Nachverfolgbarkeit, wodurch Nutzer leichter getrackt werden können.
Reservierte IP-Adressen für spezielle Zwecke
Etwa 14,5 % des IPv4-Adressraums sind von der IANA für besondere Anwendungen reserviert. Einige Beispiele sind:
- 0.0.0.0 bis 0.255.255.255
Diese Adressen, im CIDR-Adressblock 0.0.0.0/8 zusammengefasst, kennzeichnen den Host eines Netzwerks. - 127.0.0.1
Diese Adresse verweist auf den Localhost, also den eigenen Computer, und wird beispielsweise zum Testen von Software genutzt. - 255.255.255.255
Diese Adresse wird für Broadcasting verwendet. - Private Netzwerke
Die IP-Adressbereiche 10.0.0.0 bis 10.255.255.255, 172.16.0.0 bis 172.31.255.255 und 192.168.0.0 bis 192.168.255.255 sind für den Gebrauch in privaten Netzwerken reserviert. Diese Adressen dürfen ohne Registrierung genutzt werden. Für IPv6 ist der Präfix fc00::/7 für private Netzwerke vorgesehen.
Die privaten IP-Adressen werden von der IANA nicht weitervergeben und führen nicht ins öffentliche Internet. Wenn Geräte aus einem privaten Netzwerk trotzdem online gehen möchten, übersetzt der Router die private IP-Adresse mithilfe von Network Address Translation (NAT) in eine öffentliche IPv4- oder IPv6-Adresse. Ankommende Datenpakete werden anschließend wieder zurückübersetzt. Administratoren können private IP-Adressen manuell oder automatisch über einen DHCP-Server an die Geräte vergeben.
IP-Adressen und Datenschutz
Obwohl eine IP-Adresse allein keine spezifischen persönlichen Informationen über einen Nutzer enthält, ist sie dennoch ein potenzielles Werkzeug, um Rückschlüsse auf den Benutzer zu ziehen. Das hat sie zu einem umstrittenen Thema im Bereich des Datenschutzes gemacht.
Was lässt sich aus einer IP-Adresse über den Nutzer ablesen?
Zunächst ist es relativ einfach, den Internetanbieter eines Nutzers anhand seiner IP-Adresse zu identifizieren. Beginnt die Adresse zum Beispiel mit den Zahlen 81, 91 oder 212, ist sie wahrscheinlich der Deutschen Telekom zugeordnet. Dies lässt sich über eine Reverse-DNS-Abfrage oder mit Tools wie Tracert leicht überprüfen. Auch andere Zahlenfolgen weisen auf bestimmte Unternehmen oder Behörden hin, wenn man die Adressbereiche kennt, die den jeweiligen Stellen zugewiesen wurden.
Zusätzlich ist es möglich, den ungefähren Standort eines Nutzers zu ermitteln, basierend darauf, wie nah seine IP-Adresse dem nächstgelegenen Internet-Einwahlknoten ist. Auf dem Land ist diese Lokalisierung oft nur grob möglich, während in städtischen Gebieten die Geolokalisierung deutlich präziser funktioniert, da sich dort häufig Einwahlknoten in kurzen Abständen befinden.
Werden IP-Adressen als personenbezogene Daten betrachtet?
Die kurze Antwort: Ja. Auch wenn eine IP-Adresse alleine nicht ausreicht, um eine Person eindeutig zu identifizieren, ermöglicht sie es den Internetanbietern dennoch, das Verhalten ihrer Kunden nachzuvollziehen. Aus diesem Grund ist die Speicherung von IP-Adressen ein sensibles Thema. Mit der Einführung der Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) wurde klar festgelegt, dass IP-Adressen – egal ob statisch oder dynamisch – als Onlinekennungen zu den personenbezogenen Daten zählen und daher einen besonderen Schutz genießen.
Für den Datenschutz bedeutet das, dass beim Umgang mit IP-Adressen strikte Regeln eingehalten werden müssen. Beispielsweise dürfen Betreiber von Webseiten die IP-Adressen ihrer Nutzer nur dann speichern, wenn es für den Betrieb ihrer Dienste unerlässlich ist. Im Gegensatz dazu haben Sicherheitsbehörden im Rahmen von strafrechtlichen Ermittlungen besondere Rechte, auf diese Daten zuzugreifen.
Kann man seine IP-Adresse verbergen?
Es ist nicht möglich, eine IP-Adresse vollständig zu verbergen, aber es gibt verschiedene Methoden, sie zu verschleiern. Das grundlegende Prinzip dieser Techniken ist immer dasselbe: Datenpakete werden zunächst an einen Server umgeleitet, der eine eigene IP-Adresse besitzt, bevor sie an den eigentlichen Empfänger gesendet werden. Zu den gängigen Werkzeugen zählen:
- Tor-Browser
Der auf Mozilla Firefox basierende Tor-Browser ermöglicht anonymes Surfen im Internet. Dabei werden die Datenpakete über ein spezielles Netzwerk umgeleitet, was jedoch zu einer geringeren Bandbreite führen kann, da die Verbindung über mehrere Server läuft. - VPN (Virtual Private Network)
Ein VPN schafft ein virtuelles Netzwerk und verschlüsselt die Datenübertragung. Wenn man über ein VPN surft, wird dem Webserver nicht die IP-Adresse des Nutzers angezeigt, sondern die des VPN-Servers. - Proxy-Server
Ein Proxy-Server fungiert ebenfalls als Vermittler und leitet die Datenpakete unter seiner eigenen IP-Adresse weiter, sodass die wahre Adresse des Nutzers verborgen bleibt.
Wie ermittelt man seine IP-Adresse?
Wenn man beispielsweise ein E-Mail-Programm oder eine Cloud-Anwendung einrichten möchte, muss man oft seine IP-Adresse manuell angeben. Aber wie kann man diese ermitteln?
Für die Anzeige der lokalen IP-Adresse eines Computers reichen die Standardtools des jeweiligen Betriebssystems aus:
- Windows
Öffnen Sie die Eingabeaufforderung, indem Sie die Tasten [Windows] + [R] drücken und „cmd“ in das sich öffnende Fenster eingeben. Danach geben Sie den Befehl „ipconfig“ ein, um Ihre lokale IP-Adresse anzuzeigen. - Mac
Auf einem Mac können Sie Ihre lokale IP-Adresse über Systemeinstellungen > Netzwerk einsehen.
Fazit
Die IP-Adresse spielt eine zentrale Rolle in der digitalen Kommunikation, indem sie als eindeutige Kennung für jedes Gerät in einem Netzwerk fungiert und den Austausch von Daten ermöglicht. Ähnlich wie eine physische Adresse für einen Brief sorgt die IP-Adresse dafür, dass Informationen ihren richtigen Empfänger erreichen. Mit der Einführung von IPv6 wird dem zunehmenden Bedarf an Adressen durch die wachsende Zahl internetfähiger Geräte, vor allem durch das Internet der Dinge, begegnet. Während die Verwaltung der IP-Adressen global organisiert ist, bieten verschiedene Arten von IP-Adressen (dynamisch, statisch und reserviert) unterschiedliche Vorteile je nach Einsatzbereich. Trotz der grundlegenden Bedeutung von IP-Adressen im Netzwerkverkehr werfen sie datenschutzrechtliche Fragen auf, da sie als personenbezogene Daten gelten können. Dennoch gibt es Möglichkeiten, die eigene IP-Adresse zu verschleiern, etwa durch den Einsatz von VPNs oder Proxy-Servern.
FAQ - Häufig gestellte Fragen
Wofür wird die IP-Adresse im Internet genutzt?
Sie wird verwendet, um Webseiten zu besuchen, Daten zu übertragen und Geräte zu identifizieren. Sie spielt eine zentrale Rolle im Routing von Daten.
Kann man eine IP-Adresse ändern?
Ja, durch Neustart des Routers (bei dynamischen Adressen) oder manuell durch Konfiguration (bei statischen Adressen).
Kann man den Standort einer IP-Adresse herausfinden?
IP-Adressen können grob lokalisiert werden, oft bis auf die Stadt- oder Regionsebene. Präzise Daten hängen von der Infrastruktur des Internetanbieters ab.
Was bedeutet NAT (Network Address Translation)?
NAT übersetzt private IP-Adressen in eine öffentliche IP-Adresse, um mehrere Geräte über eine einzige öffentliche IP-Adresse mit dem Internet zu verbinden.
Was ist der Localhost (127.0.0.1)?
Der Localhost ist eine spezielle IP-Adresse, die auf das eigene Gerät verweist und z. B. für Softwaretests verwendet wird.
Wie funktioniert das Domain Name System (DNS)?
DNS übersetzt benutzerfreundliche Domainnamen (z. B. www.webwide.de) in IP-Adressen, damit Geräte die Webseite erreichen können.
Kann eine IP-Adresse gehackt werden?
Nicht direkt. Angriffe können jedoch auf Sicherheitslücken abzielen, um Geräte mit einer bekannten IP-Adresse zu kompromittieren. Ein sicherer Router und ein VPN bieten Schutz.
Warum werden IP-Adressen manchmal blockiert?
IP-Adressen können blockiert werden, um Spam, Angriffe oder unerwünschte Zugriffe auf Server oder Webseiten zu verhindern.
Was ist ein Subnetz?
Ein Subnetz ist eine Unterteilung eines Netzwerks, die mithilfe einer Subnetzmaske definiert wird. Es hilft bei der Organisation und Verwaltung von IP-Adressen.
Was ist eine Loopback-Adresse?
Die Loopback-Adresse (127.0.0.1 bei IPv4 oder ::1 bei IPv6) verweist immer auf das eigene Gerät und wird für Tests und Diagnosen genutzt.
Was sind virtuelle IP-Adressen (VIPs)?
Virtuelle IP-Adressen sind zusätzliche Adressen, die auf einem Gerät konfiguriert werden können, um Dienste bereitzustellen, z. B. für Server-Cluster.
Was bedeutet DHCP?
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) ist ein Netzwerkprotokoll, das automatisch IP-Adressen an Geräte vergibt, um die Netzwerkkonfiguration zu vereinfachen.
Was ist eine Multicast-Adresse?
Eine Multicast-Adresse ermöglicht die gleichzeitige Datenübertragung an mehrere Geräte in einem Netzwerk, ohne die Daten für jeden Empfänger separat zu senden.
Was ist IPv4-Mapping in IPv6?
IPv4-Mapping ist eine Methode, mit der IPv6-Adressen erstellt werden, die IPv4-Adressen enthalten, um die Kompatibilität zwischen den beiden Protokollen zu gewährleisten.
Warum ist die IP-Adresse wichtig für das Internet der Dinge (IoT)?
Jedes IoT-Gerät benötigt eine IP-Adresse, um mit anderen Geräten oder Systemen zu kommunizieren und Daten auszutauschen.
Wie oft ändert sich eine dynamische IP-Adresse?
Das hängt vom Internetanbieter ab. Sie kann nach jeder Sitzung, täglich oder in regelmäßigen Abständen wechseln.
Was sind Carrier-Grade NATs (CGN)?
Carrier-Grade NATs ermöglichen es Internetanbietern, mehrere Nutzer über eine einzige öffentliche IP-Adresse mit dem Internet zu verbinden, um den IPv4-Adressraum zu sparen.
Was bedeutet "IP-Spoofing"?
Beim IP-Spoofing wird eine gefälschte IP-Adresse verwendet, um sich als ein anderes Gerät auszugeben und potenziell schädliche Aktivitäten durchzuführen.
Was bedeutet "IP-Lease"?
Ein IP-Lease ist der Zeitraum, in dem ein Gerät eine dynamische IP-Adresse von einem DHCP-Server erhält, bevor sie erneuert werden muss.