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<p><b>Neue Seite</b></p><div>{| class="wikitable float-right"<br />
|+ style="background:#C0C0FF; font-size:larger;"| Internet Protocol<br />
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! Familie:<br />
| [[Internetprotokollfamilie]]<br />
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! Einsatzgebiet:<br />
| Datenpaketversendung<br />sowohl lokal als auch<br />weltweit über verschiedene<br />Netzwerke<br />
|-<br />
|colspan="2" class="center"|<br />
{{Netzwerk-TCP-IP-Vermittlungsprotokoll|IP ([[IPv4]], [[IPv6]])|title=IP}}<br />
|-<br />
! Standards:<br />
| <nowiki>RFC&nbsp;8200</nowiki> (IPv6, 2017)<ref name="rfc8200">{{RFC-Internet |RFC=8200 |Titel=Internet Protocol, Version 6 |Datum=2017-07 |Obsoletes=2460 |Errata=1}}</ref><br /> <nowiki>RFC&nbsp;791</nowiki> (IPv4, 1981)<ref name="RFC791" /><br />
|}<br />
<br />
Das '''Internet Protocol''' ('''IP'''; deutsch ''Internetprotokoll'') ist ein in [[Rechnernetz]]en weit verbreitetes [[Netzwerkprotokoll]] und stellt durch seine Funktion die Grundlage des [[Internet]]s dar. Das IP ist die [[Implementierung]] der Internetschicht des TCP/IP-Modells bzw. der Vermittlungsschicht ({{enS|Network Layer}}) des [[OSI-Modell]]s.<ref>{{Literatur |Titel=Optische Netze –Systeme Planung Aufbau |Auflage=1. |Verlag=dibkom |Ort=Straßfurt |Datum=2010 |ISBN=978-3-9811630-6-3 |Seiten=35}}</ref> IP ist ein verbindungsloses Protokoll, das heißt bei den Kommunikationspartnern wird kein Zustand etabliert.<br />
<br />
Mit [[IPv4]] und [[IPv6]] sind zwei verschiedene Versionen des Internet Protocols verbreitet. Beide stellen ein eigenes Netzwerkprotokoll dar, das unabhängig von oder auch parallel zu dem anderen betrieben werden kann. Der Hauptunterschied ist die Größe des Adressraums.<br />
<br />
== Eigenschaften und Funktionen ==<br />
Das Internet Protocol bildet die erste vom [[Übertragungstechnik|Übertragungsmedium]] unabhängige Schicht der [[Internetprotokollfamilie]]. Das bedeutet, dass mittels [[IP-Adresse]] und Sub[[netzmaske]] ''(subnet mask)'' für [[IPv4]], bzw. [[Präfixlänge]] bei [[IPv6]], Computer innerhalb eines Netzwerkes in logische Einheiten, sogenannte [[Subnetz]]e, gruppiert werden können. Auf dieser Basis ist es möglich, Computer in größeren Netzwerken zu adressieren und ihnen [[IP-Paket]]e zu senden, da logische Adressierung die Grundlage für [[Routing]] (Wegewahl und Weiterleitung von Netzwerkpaketen) ist.<br />
<br />
Im Kontext des Internet Protocols sind die folgenden Begriffe üblich:<ref name="rfc8200" /><br />
* Ein ''Knoten'' ({{enS|node}}) ist ein IP-fähiges Netzwerkgerät.<br />
* Ein ''[[Router]]'' ist ein Knoten, der IP-Pakete weiterleitet. IPv4 verwendete den Begriff ''[[Gateway (Informatik)|Gateway]]'' für ein Gerät, das Pakete zwischen Netzen weiterleitet.<ref name="RFC791" /><br />
* {{Anker|Host}}Ein ''Host'' ist ein Knoten, der kein Router oder Gateway ist. Im Regelfall sind damit Endgeräte gemeint.<br />
<br />
== Adressvergabe ==<br />
Öffentliche [[IP-Adresse]]n müssen in der Regel weltweit eindeutig zugeordnet werden können, daher ist deren Vergabe durch die [[Internet Assigned Numbers Authority]] (IANA) geregelt. Diese delegiert große Adressblöcke an die [[Regional Internet Registry|Regional Internet Registries]] (RIRs), welche dann Subnetze davon an [[Local Internet Registry|Local Internet Registries]] (LIRs) vergeben. Zu den LIRs gehören beispielsweise [[Internetdienstanbieter]], die aus ihrem Adressbereich kleinere Subnetze oder einzelne Adressen an Kunden vergeben.<br />
<br />
{{Hauptartikel|IPv4#Adressknappheit}}<br />
Bei IPv4 ist der zu vergebende Adressraum weitgehend aufgebraucht. Die IANA hat im Februar 2011 die letzten Adressblöcke an die RIRs vergeben.<br />
<br />
== Versionsgeschichte ==<br />
Im Mai 1974 veröffentlichten [[Vint Cerf]] und [[Bob Kahn]] in einer Forschungsarbeit ein Netzwerkprotokoll zur übergreifenden Kommunikation zwischen unterschiedlichen paketvermittelten Netzen. In dem Modell führen Hosts ein „Übertragungskontrollprogramm“ ({{enS|transmission control program}} – TCP) aus, das die Übermittlung eines kontinuierlichen [[Datenstrom]]s zwischen [[Prozess (Informatik)|Prozessen]] sicherstellt. [[Gateway (Informatik)|Gateways]] übernehmen die Umformung von Paketen an Netzwerkgrenzen.<ref>{{Literatur |Autor=Vint Cerf, Bob Kahn |Titel=A Protocol for Packet Network Intercommunication |Sammelwerk=IEEE Transactions on Communications |Band=22 |Nummer=5 |Verlag=IEEE |Datum=1974-05 |ISSN=0090-6778 |Sprache=en |Online=[https://ieeexplore.ieee.org/document/1092259 ieee.org] |DOI=10.1109/TCOM.1974.1092259}}</ref><br />
<br />
Die erste vollständige Protokollspezifikation erschien mit <nowiki>RFC&nbsp;675</nowiki> im Dezember 1974.<ref name="rfc675">{{RFC-Internet |RFC=675 |Autor=Vinton Cerf, Yogen Dalal, Carl Sunshine |Titel=Specification of Internet Transmission Control Program |Datum=1974-12}}</ref> Das monolithische Übertragungskontrollprogramm wurde später in eine Modularchitektur geteilt, die aus dem Internetprotokoll zur Host-zu-Host-Kommunikation und dem [[Transmission Control Protocol|Übertragungskontrollprotokoll]] ({{enS|transmission control protocol}} – TCP) zur Prozess-zu-Prozess-Kommunikation bestand. Das Modell wurde bekannt als TCP/IP-Referenzmodell.<br />
<br />
Beide Protokolle wurden mehrfach überarbeitet, ehe sie zum praktischen Einsatz kamen. Neben der finalen Bezeichnung als „Internet Protocol“ wurde in Entwürfen auch „Internetwork Protocol“,<ref>{{Internetquelle |autor=Jonathan B. Postel |url=http://www.rfc-editor.org/ien/ien28.pdf |titel=Draft Internetwork Protocol Specification – Version 2 |titelerg=IEN 28 |datum=1978-02 |format=PDF |abruf=2020-02-09}}</ref><ref>{{Internetquelle |autor=Jonathan B. Postel |url=http://www.rfc-editor.org/ien/ien41.pdf |titel=Internetwork Protocol Specification – Version 4 |titelerg=IEN 41 |datum=1978-06 |format=PDF |abruf=2020-02-09}}</ref> „Internet Datagram Protocol“<ref>{{Internetquelle |url=http://www.rfc-editor.org/ien/ien80.pdf |titel=Internet Datagram Protocol – Version 4 |titelerg=IEN 80 |hrsg=Jon Postel |datum=1979-02 |format=PDF |abruf=2020-02-09}}</ref> oder „DoD Standard Internet Protocol“<ref>{{Internetquelle |url=http://www.rfc-editor.org/ien/ien123.txt |titel=DoD Standard Internet Protocol |titelerg=IEN 123 |hrsg=Jon Postel |datum=1979-12 |abruf=2020-02-09}}</ref><ref name="RFC760" /> verwendet. Bei größeren Änderungen des [[IP-Header]]s wurde eine im Header enthaltene Versionsnummer hochgezählt. Bei der Einführung von TCP/IP im [[Arpanet]] am 1. Januar 1983<ref>{{RFC-Internet |RFC=801 |Autor=J. Postel |Titel=NCP/TCP Transition Plan |Datum=1981-11}}</ref> trugen IP-Pakete daher die Versionsnummer&nbsp;4. Vorherige Versionen waren nicht verbreitet.<br />
<br />
Im ersten Protokollentwurf war ein Adressierungsschema variabler Länge vorgesehen, bestehend aus einer mindestens 4&nbsp;Bit langen Netzadresse, einer 16&nbsp;Bit langen Hostadresse und einer 24&nbsp;Bit langen Portnummer.<ref name="rfc675" /> Später wurden IP-Adressen auf 32&nbsp;Bit festgelegt, bestehend aus 8&nbsp;Bit Netzadresse und 24&nbsp;Bit Hostadresse.<ref name="RFC760" /> Die Portnummer wurde zu TCP verschoben und auf 16 Bit gekürzt. Mit <nowiki>RFC&nbsp;791</nowiki> wurden [[Netzklasse]]n eingeführt, um mehr Flexibilität bei der Aufteilung einer IP-Adresse in Netz- und Hostteil zu haben.<ref name="RFC791" /> Subnetz-Segmentierung war zu dem Zeitpunkt noch nicht vorgesehen. [[Jon Postel]] kümmerte sich um die Vergabe von Netzadressen – eine Rolle, die später als Internet Assigned Numbers Authority bezeichnet wurde.<br />
<br />
Mit der sich abzeichnenden Knappheit von IP-Adressen begann Anfang der 1990er Jahre die Entwicklung eines Nachfolgeprotokolls. Zur Unterscheidung wurde das etablierte Internetprotokoll entsprechend der Versionsnummer im IP-Header als [[IPv4]] und das neue Internetprotokoll als [[IPv6]] bezeichnet. Die wichtigste Neuerung ist der erheblich größere Adressraum: gegenüber den 32-Bit-Adressen bei IPv4 (ergibt ca. 4&nbsp;Milliarden, oder 4,3·10<sup>9</sup> Adressen) verwendet IPv6 128-Bit-Adressen (ergibt ca. 340 Sextillionen, oder 3,4·10<sup>38</sup> Adressen).<br />
<br />
{{Anker|IPv5}} Die Versionsnummer 5 war durch das experimentelle ''Internet Stream Protocol'' belegt,<ref>{{RFC-Internet |RFC=1190 |Autor=C. Topolcic (Hrsg.) |Titel=Experimental Internet Stream Protocol, Version 2 (ST-II) |Datum=1990-10}}</ref> das nicht als Nachfolger, sondern als Ergänzung parallel zum Internetprotokoll gedacht war. Das Internet Stream Protocol wurde später aufgegeben ohne eine nennenswerte Verbreitung erlangt zu haben. Die Versionsnummern 7 bis 9 wurden für verschiedene Vorschläge eines IPv4-Nachfolgers verwendet, die jedoch zugunsten von IPv6 aufgegeben wurden.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.iana.org/assignments/version-numbers/version-numbers.xhtml |titel=Version Numbers |hrsg=IANA |datum=2018-11-06 |abruf=2020-02-09}}</ref><br />
<br />
Die [[IPv6#Verbreitung und Projekte|Verbreitung von IPv6]] nimmt langsam zu, liegt jedoch hinter der Verbreitung von IPv4. Gängige Betriebssysteme und Standardsoftware unterstützen beide Protokolle. [[IPv6#Übergangsmechanismen|Übergangsmechanismen]] ermöglichen den gleichzeitigen Betrieb von IPv4 und IPv6 auf derselben Infrastruktur. Seit dem [[World IPv6 Day und World IPv6 Launch Day]] 2011 und 2012 bieten namhafte [[Website]]s und Internetdienstanbieter IPv6 an.<br />
<br />
== Zuverlässigkeit ==<br />
Die Designgrundsätze der Internetprotokolle nehmen an, dass die Netzinfrastruktur an jedem einzelnen Netzelement oder Übertragungsmedium von Natur aus unzuverlässig ist. Auch setzen diese voraus, dass sich die Infrastruktur im Bezug auf Verfügbarkeit von Verbindungen und Knoten dynamisch verhält. Um jedoch die Netzinfrastruktur aufrechtzuerhalten, wird das Hauptaugenmerk der [[Datenübertragung]] vorsätzlich größtenteils auf den Endknoten jeder einzelnen [[Datenübermittlung]] gelegt. Router im Übertragungspfad schicken Datenpakete nur zu direkt erreichbaren und bekannten Übergängen, die die für den Bestimmungsort festgelegten Adressen vom Routenplanungspräfix vergleichen.<br />
<br />
Demzufolge stellen diese Internetprotokolle nur beste Übergänge zur Verfügung, wodurch diese Dienste als unzuverlässig charakterisiert werden. Das IP ist verbindungslos, jedes einzelne Datenpaket wird unabhängig behandelt. Da jeder einzelne Übermittlungsweg eines Datenpaketes neu definiert wird (dynamisch), ist es möglich, dass die Pakete auf verschiedenen Pfaden zu ihrem Bestimmungsort gesendet werden.<br />
<br />
Die Internetprotokoll-Version 4 (IPv4) stellt den benötigten Schutz zur Verfügung, um sicherzustellen, dass der Protokollkopf jedes Datenpaketes fehlerfrei ist.<ref name="Orlamünder">Paket-basierte Kommunikationsprotokolle, Harald Orlamünder, Hüthig</ref> Ein Routenplanungsknoten berechnet eine [[Prüfsumme]] für den Paketkopf. Wenn die Prüfsumme ungültig ist, verwirft der Routenplanungsknoten das Paket. Der Routenplanungsknoten muss keinen Endknoten bekannt geben, obwohl das [[Internet Control Message Protocol|Internetkontrollnachrichtenprotokoll]] (ICMP) solche Ankündigungen erlaubt. Im Gegensatz dazu verfügt die Internetprotokoll-Version 6 (IPv6) über keine Prüfsumme,<ref name="Orlamünder" /> was zu einer schnelleren Verarbeitung während der Routenplanung führt.<br />
<br />
Alle Fehlerquellen im Übertragungsnetz müssen entdeckt und mit Hilfe der Übertragung auf Endknoten ersetzt werden. Die oberen Schicht-Protokolle der Internetprotokoll-Familie sind dafür verantwortlich, Zuverlässigkeitsprobleme aufzulösen. Zum Beispiel kann ein Host Daten zurückhalten und eine Richtigstellung durchführen, bevor die Daten an den jeweiligen Empfänger geliefert werden.<br />
<br />
== Linkkapazität und Leistungsfähigkeit ==<br />
Selbst wenn der Übermittlungspfad verfügbar und zuverlässig ist, besteht wegen der dynamischen Natur und der Heterogenität des Internets und seiner Bestandteile keine Garantie, dass auch tatsächlich jeder dieser einzelnen Pfade fähig ist, eine Datenübermittlung wie gefordert durchzuführen. Zum Beispiel kann die für einen Übertragungsabschnitt maximal erlaubte Übermittlungsgröße für Datenpakete eine technische Einschränkung darstellen. Daher muss idealerweise jede Anwendung Sorge dafür tragen, korrekte Übertragungseigenschaften zu verwenden.<br />
<br />
Ein Teil dieser Verantwortung kann auch durch Protokolle der oberen Schichten wahrgenommen werden. IPv6 verwendet die Fähigkeit, die maximale Übertragungseinheitsgröße einer lokalen Verbindung sowie den dafür komplett geplanten Pfad zum Bestimmungsort zu ermitteln und zu nutzen. Die IPv4-Internetschicht besitzt die Fähigkeit, große Datenpakete in kleinere Einheiten für die Übertragung wie im Folgenden beschrieben zu zerlegen.<br />
<br />
Das [[Transmission Control Protocol]] (TCP) ist ein Beispiel eines Protokolls, das seine Segmentgröße so regulieren kann, dass die resultierenden Frames (s. [[Internetprotokollfamilie]]) nicht größer als der maximal erlaubte Durchfluss (''[[Maximum Transmission Unit]]'', MTU) sind. Für [[User Datagram Protocol]] (UDP) und [[Internet Control Message Protocol]] (ICMP) spielt jedoch die MTU-Größe keine Rolle. Daher wird ggf. auf IP-Ebene erzwungen, dass übergroße Datenpakete in kleinere Einheiten (entsprechend MTU) zerlegt werden. Dieser Vorgang wird als [[IP-Fragmentierung]] bezeichnet.<br />
<br />
== Weblinks ==<br />
{{Commonscat}}<br />
* {{RFC-Internet |RFC=791 |Titel=Internet Protocol |Datum=1981-09 |Updated=1349 |Errata=1}}<br />
* {{RFC-Internet |RFC=8200 |Titel=Internet Protocol, Version 6 |Datum=2017-07 |Obsoletes=2460 |Errata=1}}<br />
* [https://www.youtube.com/watch?v=gveJs6YRYXU&feature=player_embedded ''ICANN IPv6 News Conference''] Miami, Florida am 3. Februar 2011 (englisch)<br />
* [http://www.icann.org/en/general/allocation-remaining-ipv4-space.htm Phasen der IPv4 Vergabe.] [[Internet Corporation for Assigned Names and Numbers|ICANN]] (englisch).<br />
<!-- Hier sollen keine Programme (z. B. PHP-Skripte, die die eigene IP anzeigen) verlinkt werden. --><br />
<br />
== Einzelnachweise ==<br />
<references responsive><br />
<ref name="RFC760"><br />
{{RFC-Internet |RFC=760 |Autor=[[Jon Postel]] |Titel=DoD Standard Internet Protocol |Datum=1980-01}}<br />
</ref><br />
<ref name="RFC791"><br />
{{RFC-Internet |RFC=791 |Autor=[[Jon Postel]] |Titel=Internet Protocol |Datum=1981-09}}<br />
</ref><br />
</references><br />
<br />
{{Normdaten|TYP=s|GND=4482590-0}}<br />
<br />
[[Kategorie:Internet Protocol| ]]<br />
[[Kategorie:Netzwerkprotokoll (Vermittlungsschicht)]]</div>imported>Matthäus Wander