IP-Adresse vs. MAC-Adresse
Vielleicht sind Dir diese beiden Begriffe schon einmal untergekommen – IP-Adresse und MAC-Adresse. Beide spielen in der IT eine entscheidende Rolle und sind grundlegende Elemente, die uns eine nahtlose Interaktion mit digitalen Geräten und dem Internet ermöglichen. Doch was stecken wirklich dahinter und warum sind sie so wichtig?
In diesem Lernbeitrag wirst Du ein grundlegendes Verständnis von IP- und MAC-Adresse vermittelt bekommen. Nachdem Du diesen Beitrag gelesen hast, wirst Du besser verstehen, wie diese digitalen „Adressen“ zur Identifikation von Geräten beitragen und wie sie unsere tägliche Kommunikation und Interaktion mit anderen Endgeräten ermöglichen.
IP-Adresse & MAC-Adresse in Netzwerken
Du fragst Dich vielleicht, warum Computer Adressen brauchen. Nun, genau wie Dein Haus/Deine Wohnung eine Adresse hat, damit die Post genau weiß, wohin sie geliefert werden muss, hat jedes Gerät, das mit dem Internet oder einem Netzwerk verbunden ist, eine eigene digitale Adresse. Ohne diese Adressen wäre es unmöglich, Informationen gezielt von einem Gerät zum anderen zu senden.
Was genau ist ein Netzwerk?
Einfach gesagt, ein Netzwerk ist eine Verbindung zwischen zwei oder mehreren Geräten. Durch ein Netzwerk wird beispielsweise die Kommunikation zwischen den Geräten im Netzwerk erleichtert, da jedes Endgerät eindeutig identifizierbar ist. Mehr zum Thema Netzwerke erfährst Du im Lernbeitrag „Netzwerksysteme und Cyber-Security„.
In Netzwerken helfen IP- und MAC-Adressen, Geräte zu identifizieren und Nachrichten/Informationen schnell und einfach zu senden. In den nächsten Unterbeiträgen werden wir uns die Adressen nun genauer ansehen.
Was ist eine IP-Adresse?
Damit ein Gerät in einem Netzwerk – vor allem im Internet – kommunizieren kann, braucht es eine eindeutige Adresse, über die es angesprochen werden kann. Die IP-Adresse kannst Du Dir wie eine Hausnummer vorstellen. Jedes Haus hat eine eigene Hausnummer – diese kann sich aber im Laufe der Zeit ändern, da sie nicht fest an Dein Gerät gebunden ist. Um in einem Netzwerk Informationen senden oder empfangen zu können, ist es wichtig, dass jedes Gerät eine IP-Adresse erhält. Ohne IP-Adresse würden die Informationen verloren gehen, genauso wie ein Brief, der ohne Adresse versendet wird.
Aber wie sehen IP-Adressen überhaupt aus? Dazu muss zunächst gesagt werden, dass es zwei verschiedene Arten von IP-Adressen gibt:
- IPv4-Adressen
- IPv6-Adressen
Da es von IPv4-Adressen nur eine begrenzte Anzahl an Adressen gibt und es mittlerweile immer mehr Endgeräte gibt, die eine IP-Adresse benötigen, werden IPv4-Adressen in näherer Zukunft ausgehen. Deshalb wurden IPv6-Adressen eingeführt.
IPv4-Adressen
Eine IPv4-Adresse (32-Bit Adresse) ist eine Aneinanderreihung von vier Bytes (jeweils 8 Bits), die jeweils durch einen Punkt getrennt werden. Sie kann entweder mit Dezimalzahlen (1-255) oder in Binärzahlen (Lernbeitrag Zahlensysteme) dargestellt werden. Die Punkte haben dabei nichts mit den üblichen Tausendertrennzeichen zu tun. Insgesamt gibt es ungefähr 4,3 Milliarden (232) IPv4-Adressen.
IPv4-Adressen können in öffentliche und private Adressen unterteilt werden. Private Adressen können weltweit z.B. innerhalb von verschiedenen LAN´s (Lokal Area Network oder Lokales Netzwerk) mehrmals vergeben werden. Meistens hat ein LAN dann eine oder mehrere öffentlichen IP-Adressen, über die das LAN mit dem Internet oder anderen LAN´s kommuniziert. Die öffentlichen Adressen dürfen weltweit nur einmal vergeben werden und müssen eindeutig sein.
Die Adressbereiche können noch weiter unterteilt werden – z.B. innerhalb eines LAN´s, um die Verwaltung dieses zu vereinfachen. Dieser Vorgang wird Subnetting genannt. Wenn Du mehr über Subnetting erfahren möchtest, kannst Du Dir den Lernbeitrag „Eintauchen in die Welt des Subnettings“ ansehen.
IPv6-Adressen
Wie bereits erwähnt, wurden IPv6 Adressen entwickelt, um den wachsenden Bedarf an IP-Adressen im Internet zu bewältigen. Im Gegensatz zu IPv4-Adressen, das 32-Bit-Adressen verwendet, bestehen IPv6-Adressen aus 128 Bits. Dadurch sind etwa 340 Undezillionen (3,4*1038, das ist eine 34 mit 37 Nullen!) Adressen verfügbar, was mehr als genug ist, um jedem Gerät eine Vielzahl von Adressen zuzuweisen.
Eine IPv6-Adresse wird üblicherweise in acht Blöcke zu je 16Bit aufgeteilt und in hexadezimaler Form (Lernbeitrag Zahlensysteme) dargestellt. Jeder Block wird durch einen Doppelpunkt getrennt.
Wenn es aufeinander folgende Blöcke gibt, die jeweils nur aus Nullen bestehen, können diese weggelassen und die Adresse somit gekürzt werden. Die fehlenden Nullen werden durch zwei aufeinanderfolgende Doppelpunkte gekennzeichnet.
Neben dem Umstand, dass IPv6 über einen riesigen Adressbereich verfügt, hat IPv6 aber noch weitere Vorteile:
- Einfachere Adressvergabe: die Netzwerkadressen können automatisch konfiguriert und zugewiesen werden.
- Sehr sicher: IPv6 wurde mit eigenen Sicherheitsmaßnahmen entwickelt, was die Netzwerkkommunikation sehr sicher macht.
- Bessere Leistung: die Datenübertragungsleistung wurde verbessert und die Latenzzeit dadurch reduziert.
- Bessere Unterstützung für mobile Geräte: bei IPv6 können mobile Geräte, wie Dein Smartphone oder Tablet, leichter von einem Internetzugangspunkt zum nächsten wechseln.
Dies sind natürlich nur Grundinformationen zu IP-Adressen – mehr über IPv4- und IPv6-Adressen wirst Du während des Unterrichts am IT-Kolleg Imst lernen.
Was ist eine MAC-Adresse?
Im Gegensatz zu IP-Adressen ist eine MAC-Adresse immer einer bestimmten Hardwarekomponente zugewiesen. Eine MAC-Adresse ist wie ein genetischer Fingerabdruck Deines Geräts, oder genauer, Deiner Netzwerkkarte (siehe Lernbeitrag „Computertechnik – Aufbau eines Computers„). Sie ist ein einzigartiger Code, der fest in das Netzwerkinterface Deines Geräts eingebaut ist und sich nicht ändert, egal in welches Netzwerk Du Dich einloggst. Die MAC-Adresse ist vor allem wichtig, wenn Du in einem lokalen Netzwerk mit anderen Geräten kommunizieren möchtest.
Wie sieht eine MAC-Adresse aus?
Die MAC-Adresse besteht aus 12 Zeichen (gesamt 48 Bit), die in 6 Zweiergruppen unterteilt und durch Doppelpunkte (:) getrennt sind. Jede Zweiergruppe repräsentiert 8 Bit (ein Byte) und kann daher Werte von 00 bis FF (0 bis 255 in dezimaler Darstellung, siehe Lernbeitrag Zahlensysteme) enthalten.
Wie bereits erwähnt, ist die MAC-Adresse eine eindeutige Identifikationsnummer für eine Netzwerkschnittstelle. Die ersten 6 Zeichen der MAC-Adresse werden als Herstellerkennung bezeichnet, das sie den Hersteller des Netzwerkadapters identifizieren kann. Die restlichen Zeichen stellen eine einzigartige Seriennummer dar. Grundsätzlich kann die MAC-Adresse per Software geändert werden. Allerdings sollte das in jedem Fall vermieden werden, da es gravierende Auswirkungen auf das korrekte Zusammenspiel aller Netzwerkkomponenten haben kann.
Auch bei den MAC-Adressen wird erwartet (wie bei IPv4-Adressen), dass diese in Zukunft ausgehen werden. Deshalb wird die Länge der MAC-Adressen zukünftig wahrscheinlich auf 64 Bit erweitert (2 Zweiergruppen werden hinzugefügt) und somit an den Adressbereich der IPv6-Adressen angepasst.
Warum ist eine MAC-Adresse wichtig?
Wie vorhin angemerkt, spielen MAC-Adressen in lokalen Netzwerken eine wichtige Rolle. Sie wird verwendet, um sicherzustellen, dass Informationen an das richtige Gerät gesendet werden. Dabei arbeiten MAC-Adressen eng mit IP-Adressen zusammen. Möchtest Du z.B. etwas an ein Gerät in einem anderen Netzwerk senden, wird zunächst die IP-Adresse des Empfänger-Geräts angesprochen (globales Netzwerk), und anschließend die MAC-Adresse im lokalen Netzwerk verwendet.
Wie genau die Kommunikation mit IP- und MAC-Adressen funktioniert, wirst Du noch ausführlich während des Unterrichts am IT-Kolleg Imst lernen.