Adressierung

2 Adressierung

Damit jeder einzelne Rechner in einem Computernetz direkt angesprochen werden kann, muss er eindeutig gekennzeichnet sein. Solch ein individuelles Kennzeichen läßt sich leider nicht auf einfachem Wege aus der Hardware des Rechners ableiten: in früheren Zeiten wurde z.B. versucht, jede Netzwerkkarte durch eine eindeutige Nummer zu identifizieren. Diese Nummer wurde bei der Herstellung der Netzwerkkarte in einen ROM-Baustein auf der Karte "eingebrannt", und jedes Exemplar einer Netzwerkkarte sollte seine individuelle "MAC-Adresse" (Medium Access Control Address) bekommen. In alten "IPX/SPX-Netzen" wurden diese MAC-Nummern dann auch tatsächlich zur Identifikation der einzelnen Rechner eingesetzt. Recht bald tauchten aber Netzwerkkarten mit gleichen MAC-Adressen am Markt auf, was zu schlimmen Problemen in diesen Netzen führte. Daher werden die "Netz-Adressen" in modernen Netzen im Allgemeinen durch die Software vergeben.

Die Netzwerk-Adressen gehören damit recht eigentlich zum Netzwerk-Protokoll. Das oben genannte "IPX/SPX"-Protokoll verwendete also die MAC-Adressen der jeweils installierten Netzwerkkarte. In einem modernen "Windows-Peer-To-Peer"-Netzwerk bekommt jeder Computer bei der Installation der Netzwerksoftware einen "Computer-Namen", mit dem der Rechner dann in der "Netzwerkumgebung" aufgeführt wird. Dieses Verfahren ist aber leider nicht auf sehr große Netze wie z.B. das Internet verallgemeinerbar: bei lokal vergebenen "Computer-Namen" kann man natürlich nicht sicherstellen, dass sie alle global verschieden sind!

Man geht daher inzwischen dazu über, auch in lokalen Netzen die Rechner durch solche Adressen zu identifizieren, wie sie im globalen Bereich des Internets verwendet werden. Das Internet verwendet das "TCP/IP-Protokoll", das wir später noch genauer studieren werden. Uns interessiert hier zunächst nur die dabei verwendete "IP-Adresse" (Internet Protocol - Adresse), welche nichts weiter ist als eine 4 Byte lange Zahl, z.B.:

       192.168.123.137

An jeder der 4 durch Punkte getrennten Stellen kann also eine natürliche Zahl zwischen 0 und 255 stehen. Damit ist auch schon klar, wie viele Rechner es maximal im Internet geben darf, nämlich

       (2^8)^4 = 2^(8*4) = 2^32 = 4 294 967 296.

Einige dieser Adressen sind für Spezialaufgaben reserviert und fallen daher für die Rechner-Kennzeichnung aus, sodass wir mit etwa 4 Milliarden Rechnern im Internet auskommen müssen. Obwohl dies eine recht große Zahl zu sein scheint (- vergleichen Sie mit der Erdbevölkerung! -), machen sich die Experten inzwischen Gedanken darüber, wie der "Adressraum" erweitert werden könnte, falls wir doch mal mehr als diese 4 Milliarden IP-Nummern brauchen werden.

Bearbeiten Sie nun zunächst die folgende Aufgabe:

Meine IP-Adresse:

Sie können die IP-Adresse des Rechners, an dem Sie gerade arbeiten, leicht ermitteln. Öffnen Sie dazu ein DOS-Fenster (wählen Sie dazu im "Start-Menü" die "Eingabe-Aufforderung", oder geben Sie im "Ausführen"-Fenster "command" [ohne die Anführungszeichen] ein) und tippen Sie den Befehl
```
     ipconfig
```
ein, gefolgt von der Eingabetaste. Dann verrät Ihnen Windows die IP-Adresse dieses Rechners.

Vergleichen Sie die Ausgaben des Programms auf Ihrem Rechner mit denen, die an den Nachbarplätzen erhalten wurden. Benennen Sie Unterschiede und Gemeinsamkeiten der ermittelten IP-Nummern!

Das Programm ipconfig verrät Ihnen noch etwas mehr als nur die IP-Nummer. Eine typische Ausgabe könnte z.B. so aussehen:

   Ethernetadapter "LAN-Verbindung":
        Verbindungsspezifisches DNS-Suffix:
        IP-Adresse. . . . . . . . . . . . : 192.168.123.137
        Subnetzmaske. . . . . . . . . . . : 255.255.255.0
        Standardgateway . . . . . . . . . : 192.168.123.254

Neben der IP-Adresse wird auch noch eine "Subnetz-Maske" angezeigt. Diese dient dazu, die IP-Adresse in zwei Teile zu zerlegen:

Dort, wo die Binärdarstellung der Subnetz-Maske Einsen hat, stimmen die IP-Nummern von allen Rechnern in diesem Netz überein; dieser Teil ist eine Kenn-Nummer für das Netz, also die "Netz-Kennung".
Dort, wo die Binärdarstellung der Subnetz-Maske Nullen hat, unterscheiden sich die IP-Nummer verschiedener Rechner dieses Netzes in mindestens einem Bit. Hier sitzt also die eigentliche Kenn-Nummer für den Computer, also die "Computer-Kennung".

Für das obige Beipiel erhält man also die folgende Zerlegung:

IP-Adresse	192 1100 0000	168 1010 1000	123 0111 1011	137 1000 1001
Subnetz-Maske	255 1111 1111	255 1111 1111	255 1111 1111	0 0000 0000
Interpretation	192	168	123	137
Interpretation	Netzwerk-Kennung			Computer- Kennung

Die Bitfolgen der Netz-Kennung und der Computer-Kennung bilden also gemeinsam die IP-Adresse des Rechners. Mit Hilfe der IP-Adresse können Sie nun schon einen ersten Kontakt zum Nachbar-Rechner herstellen. Ein elementares Diagnose-Werkzeug für Netzwerker ist das Programm ping, das den Informations-Kanal zu einem angegebenen Zielrechner testet. Dazu schickt das Programm eine Nachricht an den angegebenen Zielrechner und fordert ihn auf, zu antworten. Die Zeitdauer bis zum Eintreffen der Antwort ist ein Maß für die Qualität der Verbindung: je kürzer die Antwortzeit, desto schneller (d.h. "besser") ist die Verbindung.

Dies sollen Sie in der folgenden Aufgabe gleich selbst einmal ausprobieren:

Ping, Ping, Ping,....

Wenn Sie an Ihrem Arbeitsplatz die IP-Adresse 192.168.123.137 haben und der Nachbar-Arbeitsplatz die IP-Adresse 192.168.123.138, dann können Sie testen, wie gut (d.h. wie schnell) der Nachbar-Arbeitsplatz über das Netzwerk erreichbar ist.
Öffnen Sie dazu wieder ein DOS-Fenster ("Eingabe-Aufforderung") und tippen Sie den Befehl
```
     ping 192.168.123.138
```
ein, gefolgt von der Eingabetaste. Dabei ist die hier angegebene IP-Nummer natürlich durch die tatsächliche IP-Nummer Ihres Nachbar-Arbeitsplatzes zu ersetzen.

Sind die Informationskanäle zwischen 2 Rechnern symmetrisch?

In seinen neueren Versionen ist das Programm ping sehr leistungsfähig: ist der "angepingte" Zielrechner im lokalen Netz, dann kann statt seiner IP-Adresse auch seine Windows-Computername angegeben werden. Ist der Zielrechner jedoch ein Rechner irgendwo "draußen im Internet" und hat Ihr Rechner einen passenden Internet-Zugang, dann kann statt der IP-Adresse auch eine Internet-Adresse angegeben werden:

     ping www.belwue.de

liefert die Daten über Ihre Verbindung zum Server des Baden-Württembergischen Wissenschaftsnetzes, der in der Stuttgarter Universität steht. Wenn Sie ping so verwenden, erfahren Sie außerdem, welche IP-Adresse dieser Rechner hat:

     Ping nic1.belwue.de [129.143.2.9] mit 32 Bytes Daten:

     Antwort von 129.143.2.9: Bytes=32 Zeit=80ms TTL=238
     Antwort von 129.143.2.9: Bytes=32 Zeit=80ms TTL=238
     Antwort von 129.143.2.9: Bytes=32 Zeit=80ms TTL=238
     Antwort von 129.143.2.9: Bytes=32 Zeit=80ms TTL=238

     Ping-Statistik für 129.143.2.9:
         Pakete: Gesendet = 4, Empfangen = 4, Verloren = 0 (0% Verlust),
     Ca. Zeitangaben in Millisek.:
         Minimum = 80ms, Maximum =  80ms, Mittelwert =  80ms

Für eine Verbindung quer durch Baden-Württemberg sind 80 ms doch schon ein erstaunlich guter Wert, oder nicht?

In vielen Schulnetzen wird der ping-Befehl bei Zugriffen auf externe Rechner nicht funktionieren:
wenn das lokale Netz durch eine entsprechend konfigurierte "Firewall" geschützt ist, wird die Antwort nicht an Ihren Rechner geliefert, sondern durch den Firewall-Rechner abgefangen. In diesem Fall liefert Ihnen das ping-Programm eine "Zeitüberschreitung".