Wie und warum alle Geräte in Ihrem Heim eine IP-Adresse teilen

Wenn Sie wie die meisten Menschen sind, übergibt Ihnen Ihr Internetdienstanbieter eine einzige IP-Adresse und Ihr Router teilt sie unter allen verbundenen Geräten in Ihrem Haus.

Dies verstößt tatsächlich gegen das Ende-zu-Ende-Prinzip, für das das Internet entwickelt wurde. Allerdings gibt es nur so viele IP-Adressen - wir sind am Ende.Öffentliche

-IP-Adressen sind eine begrenzte Ressource

Es sind weniger als 4,2 Milliarden verfügbare IPv4-IP-Adressen verfügbar. Mit anderen Worten, es gibt mehr verbundene Geräte auf dem Planeten, als es für sie eindeutige öffentliche IP-Adressen gibt. Im Internet sind die IPv4-Adressen knapp, obwohl wir sie rationieren.

Anstatt dass Ihr Internetdienstanbieter jedem Gerät in Ihrem Heim eine eindeutige öffentliche IP-Adresse zuweist - Sie würden jedes Mal eine zusätzliche IP-Adresse benötigen, wenn Sie einen neuen Computer, ein Tablet, ein Smartphone, eine Spielekonsole oder etwas anderes gekauft haben - weist Ihr ISP im Allgemeinen zuDu hast eine einzige IP-Adresse.

Öffentliche vs. Private IP-Adressen

Ihr Router ist direkt mit dem Internet verbunden und erhält Ihre öffentliche IP-Adresse( die sich im Laufe der Zeit ändern kann).Ihr Router ist dann verantwortlich für die gemeinsame Nutzung Ihrer öffentlichen IP-Adresse zwischen den anderen Computern und verbundenen Geräten in Ihrem Haus.

Ihr Router weist Ihren verbundenen Geräten lokale IP-Adressen zu. Dies ermöglicht ihnen, untereinander hinter Ihrem Router in Ihrem Haus zu kommunizieren. Diese lokalen IP-Adressen sind jedoch nicht aus dem Internet erreichbar. Mit anderen Worten, Ihre öffentliche IP-Adresse könnte etwa 23.24.35.63 lauten. Jeder im Internet kann versuchen, eine Verbindung zu dieser Adresse herzustellen, und sie würden Ihren Router erreichen. Die private IP-Adresse Ihres Computers könnte etwa 192.168.1.100 sein. Wenn jemand im Internet versucht, eine Verbindung zu dieser Adresse herzustellen, sucht der Computer in seinem lokalen Netzwerk nach der Adresse 192.168.1.100.

Wenn das ein wenig verwirrend ist, denken Sie über ein Bürogebäude nach. Die Adresse des Bürogebäudes kann 500 Fake Street, Fake Town, USA sein. Jeder kann von überall auf der Welt eine Mail an diese Adresse senden - diese Adresse entspricht einer öffentlichen Adresse. Ein Büro in dem Bürogebäude könnte "Zimmer 203" sein. Wie lokale IP-Adressen ist "Zimmer 203" keine global eindeutige Adresse - es wird in vielen Bürogebäuden verwendet. Sie können keine E-Mails direkt an Zimmer 203 adressieren, wenn Sie auf der anderen Seite der Welt wohnen. Sie müssen die Post an das Bürogebäude selbst adressieren.

Netzwerkadressübersetzung( NAT) &Port Forwarding

Wenn Sie eine Verbindung zu etwas im Internet - beispielsweise einer Website - herstellen, sendet Ihr Computer die Pakete über Ihren Router. Ihr Router ändert Pakete und weist jeder ausgehenden Verbindung auf dem Router einen eindeutigen Port zu. Wenn die Website oder ein anderer Server Daten an Sie zurücksendet, sendet es die Daten an diesen bestimmten Port zurück und Ihr Router weiß, dass er die Daten an dasselbe Gerät zurücksenden sollte, das die ursprüngliche Verbindung initiiert hat. Auf diese Weise verarbeiten Router den Internetverkehr für mehrere Computer gleichzeitig mithilfe einer einzigen IP-Adresse und wissen, wohin der gesamte Datenverkehr gehen soll.

Dies kann jedoch beim Umgang mit unerwünschtem eingehenden Datenverkehr zusammenbrechen. Wenn zum Beispiel jemand versucht, sich auf eigene Faust mit der IP-Adresse Ihres Routers zu verbinden, hat Ihr Router keine Ahnung, wohin er diesen Datenverkehr senden soll. Alles, was Ihr Router tun kann, ist den Verkehr zu nehmen und ihn zu verwerfen. Dies bedeutet im Wesentlichen, dass Ihr Router als eine Art Firewall fungiert und unaufgeforderten eingehenden Datenverkehr verwirft.

Wenn Sie diesen eingehenden Datenverkehr empfangen möchten, können Sie auf Ihrem Router eine Portweiterleitung einrichten. Beispielsweise könnten Sie Ihrem Router mitteilen, dass Sie einen Minecraft-Server an Port 25565 unter einer bestimmten lokalen IP-Adresse betreiben. Wenn Ihr Router eine Verbindung an Port 25565 erhält, muss er diesen Verkehr an die von Ihnen angegebene lokale IP-Adresse weiterleiten. Aus diesem Grund ist eine Portweiterleitung für Anwendungen erforderlich, die als Server fungieren und unerwünschten eingehenden Datenverkehr von außerhalb Ihres lokalen Netzwerks empfangen.

Zwei mögliche Futures

Wie bereits erwähnt, haben wir trotz der Rationierung keine IPv4-IP-Adressen mehr. Auf lange Sicht wird jedes Gerät hoffentlich seine eigene IP-Adresse haben. Kurzfristig haben Sie möglicherweise nicht einmal eine einzige öffentliche IP-Adresse.

• IPv6-Adressen für jedes Gerät : IPv4 hat weniger als 4,2 Milliarden Adressen, aber IPv6 bietet 2128 mögliche IP-Adressen. Wolfram Alpha kann uns helfen, diese riesige Zahl in die richtige Perspektive zu bringen: Das sind 340282366920938463463374607431768211456 verschiedene IP-Adressen oder ungefähr 5010000000000000000000000000000 eindeutige IP-Adressen für jede Person auf dem Planeten. Sobald IPv6 verbreitet wird und IPv4 ersetzt, können wir jedem verbundenen Gerät eine eindeutige IP-Adresse im Internet zuweisen. mit
• -Carrier-Grade: Kurzfristig haben einige ISPs Schwierigkeiten, ihren Kunden IPv4-Adressen bereitzustellen. Carrier-Grade-NAT ist eine vorgeschlagene Lösung, die einige ISPs prüfen. Ein ISP, der Carrier-Grade-NAT verwendet, behält seine öffentlichen IP-Adressen für sich. Es würde NAT verwenden( wie Ihr Heim-Router), um lokale IP-Adressen an alle seine Kunden zu verteilen. Kunden hätten im Internet keine eigene öffentliche IP-Adresse und könnten keine Server-Software verwenden, die Portweiterleitung oder direkte Verbindungen erfordert.

Das Internet wurde nie für so viele angeschlossene Geräte entwickelt, und Heimrouter mit NAT-Technologien sind der einzige Grund, warum wir so viele Geräte verbinden können, ohne auf IPv6 umzusteigen.

Bildkredit: Matt J Newman auf Flickr, Bob Mical auf Flickr, Webhamster auf Flickr, Jemimus auf Flickr