Statische IP vs. dynamische IP: Was ist der Unterschied?

Dynamische IP-Adressen werden automatisch festgelegt, können sich jedoch bei jedem Hochfahren Ihres Computers ändern. Statische IP-Adressen müssen manuell konfiguriert werden, überstehen jedoch immer einen Neustart. Ist das eine besser als das andere?

Was ist eine IP-Adresse?

Eine IP-Adresse ist eine numerische Bezeichnung, die jedes Gerät in einem Netzwerk identifiziert. Netzwerkprotokolle verwenden die Adresse jedes Geräts, um ihm Netzwerkverkehr zu übermitteln. Das am häufigsten verwendete Netzwerkprotokoll ist TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Daher kommt die „IP“ in „IP-Adresse“.

Jede IP-Adresse muss eindeutig sein. Wenn zwei Geräte über ein Netzwerk kommunizieren, werden Daten von einem Gerät gesendet und vom anderen empfangen. Bei einem fortlaufenden wechselseitigen „Gespräch“ wird dies zwischen den beiden Geräten so lange hin und her wiederholt, wie sie kommunizieren müssen.

Die Daten werden in überschaubare Blöcke, sogenannte Pakete, zerlegt, die als Folge kurzer Übertragungen gesendet werden. Jedes Paket ist mit Metadaten gekennzeichnet. Die Metadaten enthalten Informationen wie die Größe des Pakets, die Gesamtzahl der Pakete in der Übertragung und die Nummer des Pakets in der Sequenz.

Dadurch können die empfangenen Daten rekonstruiert und fehlende Pakete identifiziert werden.

Natürlich muss jedes Paket mit der IP-Adresse des Zielgeräts gekennzeichnet sein, damit die Netzwerk-Switches und Router wissen, wohin sie es senden müssen. Die IP-Adresse des sendenden Geräts ist ebenfalls enthalten, sodass das empfangende Gerät weiß, wem es antworten oder die erneute Zusendung fehlender Pakete anfordern kann.

IP-Version 4 und IP-Version 6

Es sind zwei IP-Standards im Einsatz. Das eine ist die ältere und weitaus verbreitetere IP-Version 4 oder IPv4, das andere ist die neuere IP-Version 6 oder IPv6.

IPv6 wurde entwickelt, um das Problem zu überwinden, dass der Welt die IPv4-Adressen ausgehen. Mit zunehmender Anzahl angeschlossener Geräte schrumpft der Pool verfügbarer IPv4-Adressen. Der IPv6-Standard erhöht die Anzahl der möglichen Adressen um ein Vielfaches.

Eine IPv4-Adresse verwendet 32 ​​Bit, um die gesamte Adresse zu beschreiben, wobei jeder der vier Zahlen, die zwischen 0 und 255 liegen können, 8 Bit zugewiesen werden. IPv4-IP-Adressen sehen folgendermaßen aus:

 192.168.1.24

Eine IPv6-Adresse verwendet 128 Bit zur Beschreibung der Adresse und weist jeder der 8 Hexadezimalzahlen, die von 0x0 bis 0xFFFF (65535) reichen können, 16 Bit zu. Eine vollständige IPv6-Adresse sieht folgendermaßen aus:

 fe80:0e85:0000:0000:0000:12a4:04e0:ff33

IPv6-Adressen können ohne führende Nullen geschrieben werden.

 fe80:e85:0:0:0:12a4:4e0:ff33

Einmal pro Adresse kann eine Folge aufeinanderfolgender Nullen weggelassen werden.

 fe80:e85::12a4:4e0:ff33

IPv4 ist immer noch das am häufigsten verwendete Format.

Interne IP-Adressen

Jedes vernetzte Gerät, egal ob über eine Kabelverbindung oder WLAN, verfügt über eine IP-Adresse. Da sie dazu dienen, den Netzwerkverkehr an die richtigen Empfängergeräte weiterzuleiten, müssen sie innerhalb ihrer eigenen Netzwerke eindeutig sein. Zwei (oder mehr) Geräte mit derselben IP-Adresse verursachen Probleme mit fehlgeschlagenen Übertragungen und verlorenen Paketen.

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Interne IP-Adressen werden zur Identifizierung von Geräten und zur Weiterleitung des Netzwerkverkehrs in lokalen Netzwerken verwendet. Sie sind für Computer in anderen externen Netzwerken wie dem Internet nicht sichtbar.

Wenn ein Computer in einem privaten, lokalen Netzwerk eine Verbindung zu einem Remote-Computer wie einem Webserver herstellen möchte, sendet er seine Verbindungsanfrage an seinen lokalen Router. Der Router kommuniziert im Namen des lokalen Computers über das Internet. Es vermittelt die bidirektionale Kommunikation zwischen dem lokalen Computer mit seiner privaten, internen IP-Adresse und dem Remote-Server.

Was ist eine dynamische IP-Adresse?

Eine dynamische IP-Adresse ist eine Adresse, die einem Gerät automatisch von einem Router zugewiesen wird. Computer und Laptops werden nicht mit integrierten IP-Adressen hergestellt. Sie müssen eine IP-Adresse erhalten, wenn sie mit einem Netzwerk verbunden sind. In großen Netzwerken ist dies eine mühsame Aufgabe. Einige Netzwerkhardware wie Router haben die Standard-IP-Adresse 192.168.1.1, sodass sie mit typischen privaten Netzwerkeinstellungen übereinstimmt. Diese können jedoch geändert werden, wenn sie nicht mit Ihrem Netzwerk übereinstimmen.

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Was jedoch in jedes Netzwerkgerät eingebrannt ist, ist eine MAC-Adresse (Media Access Control). MAC-Adressen sind weltweit eindeutig.

Netzwerkrouter führen eine Liste von MAC-Adressen und IP-Adressen. Sie suchen nach der Ziel-IP-Adresse jedes Pakets, finden die MAC-Adresse und senden das Paket an diese Hardware.

Anstatt dass jedes Gerät manuell mit einer IP-Adresse konfiguriert werden muss, verwaltet die dynamische IP-Adressierung den Prozess der Zuweisung von IP-Adressen an Netzwerkgeräte automatisiert. Möglich macht diese Automatisierung das DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

In einem DHCP-fähigen Netzwerk sendet ein dem Netzwerk beitretendes Gerät ein DHCPDISCOVER Signal an das Netzwerk. Der DHCP-Server – in Heimnetzwerken befindet sich dieser normalerweise in Ihrem Router – antwortet mit einer DHCPOFFER -Nachricht. Dies bietet eine IP-Adresse, die das Gerät verwenden könnte, und andere Informationen über das Netzwerk.

Wenn das Gerät diese IP-Adresse verwenden möchte, sendet es ein DHCPREQUEST Signal an den DHCP-Server. Der DHCP-Server antwortet mit einem DHCPACK Signal und überprüft die IP-Adresse und andere Einstellungen, die das Gerät verwenden soll.

Dynamische IP-Adressen können sich ändern

Auf diese Weise erhält das Gerät automatisch eine IP-Adresse und alle Informationen, die es benötigt, um eine Verbindung zum Netzwerk herzustellen und darüber zu kommunizieren. Allerdings erhält es die IP-Adresse nur im Rahmen einer Miete. Es ist ihm nicht dauerhaft zugeordnet. Wenn das Gerät die IP-Adresse behalten möchte, muss es regelmäßig eine Anfrage zur Erneuerung der Lease stellen. Die Lease-Periode ist Teil der in der DHCPOFFER Nachricht enthaltenen Informationen.

Normalerweise stellt es kein Problem dar, wenn dem Gerät dieselbe IP-Adresse erneut zugewiesen wird. Wenn ein Gerät jedoch ausgeschaltet ist und vor Ablauf der Lease keine Anfrage zur Lease-Erneuerung stellen kann – bei Heimnetzwerken ist die Lease-Periode oft auf 12 Stunden festgelegt –, kann die IP-Adresse einem anderen Gerät zugewiesen werden. Das Gerät, das zuvor diese IP-Adresse verwendet hat, erhält beim Neustart eine andere IP-Adresse.

Wir können den Befehl dhclient mit der Option -v (ausführlich) verwenden, um einen Teil der Kommunikation zwischen Ihrem Linux-Computer und Ihrem DHCP-Server anzuzeigen.

 sudo dhclient -v 

Uns wird die MAC-Adresse mitgeteilt, die der Computer abhört und sendet, und wir können die DHCPREQUEST und DHCPACK -Nachrichten sehen.

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Externe IP-Adressen

Netzwerken, die eine Verbindung zum Internet herstellen, wird von ihrem ISP (Internetdienstanbieter) eine IP-Adresse zugewiesen, die als externe IP-Adresse bezeichnet wird. Dies ist die IP-Adresse, die das Netzwerk im Internet anzeigt. Daher werden sie auch öffentliche IP-Adressen genannt.

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Da Ihr Router als Brücke zwischen Ihrem privaten Netzwerk und dem Internet fungiert, benötigt er eine interne IP-Adresse, damit die Geräte in Ihrem Netzwerk auf ihn zugreifen können, und eine externe IP-Adresse, damit er mit den Geräten Ihres Internetdienstanbieters kommunizieren kann. Ihr gesamter Internetverkehr läuft über diese externe IP-Adresse.

Ihre internen IP-Adressen beginnen wahrscheinlich mit 10, 172 oder 192. Externe IP-Adressen können (praktisch) alle anderen Werte verwenden.

Ähnlich wie die Funktion einer DHCP-Liste in Ihrem privaten Netzwerk übersetzt der DNS (Domain Name Service) des Internets Domänennamen und URLs in IP-Adressen und leitet den Internetverkehr an die richtigen (externen) IP-Adressen.

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Was ist eine statische IP-Adresse?

Eine statische IP-Adresse ist eine IP-Adresse, die sich nie ändert und von Tools wie DHCP nicht beeinflusst wird. Ein Gerät mit statischer IP-Adressierung behält seine IP-Adresse, unabhängig davon, wie oft es neu gestartet wird oder wie lange es offline ist.

Statische vs. dynamische IP-Adressierung

Es ist offensichtlich praktisch, DHCP für die automatische Zuweisung von IP-Adressen zu verwenden. Der Nachteil von DHCP ist das Leasing von IP-Adressen. Sie können nicht garantieren, dass ein Computer – oder ein anderes Netzwerkgerät – dieselbe IP-Adresse erhält, wenn es nach dem Offline-Zustand neu gestartet wird.

Meistens wird das keine Rolle spielen. Solange Ihre Geräte mit dem Netzwerk verbunden und betriebsbereit sind und auf das Internet zugreifen können, ist das normalerweise alles, was wir brauchen. Aber manchmal gibt es Anwendungen, die zwischen Computern kommunizieren müssen, oder Geräte wie ein NAS (Network Attached Storage) oder ein Media Center, die am besten mit festen, statischen IP-Adressen funktionieren.

Es ist durchaus akzeptabel und durchaus üblich, dass ein Netzwerk eine Mischung aus DHCP und statischer IP-Adressierung verwendet. Um die Vergabe von IP-Adressen an die meisten Geräte zu vereinfachen, wird DHCP verwendet, für Sonderfälle kommt die statische IP-Adressierung zum Einsatz.

So legen Sie eine interne statische IP-Adresse fest

Das Festlegen einer statischen IP-Adresse in Ubuntu ist ziemlich einfach. Der erste Schritt besteht darin, sicherzustellen, dass Sie eine IP-Adresse auswählen und konfigurieren, die nicht bereits von einem anderen Gerät verwendet wird. Sie können das mit dem ping Befehl überprüfen.

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Sobald Sie Ihre IP-Adresse ausgewählt haben, können Sie mit dem Befehl ncmli con add eine Verbindung hinzufügen und mit dem Befehl nmcli con mod auf statische IP-Adressierung einstellen. Wir haben eine detaillierte Schritt-für-Schritt-Anleitung, die Sie durch den Prozess führt. Es deckt auch eine GUI-Methode ab, wenn Sie die Befehlszeile lieber vermeiden möchten.

Sie können statische IP-Adressen auch auf Windows 10- und 11-Computern verwenden, und natürlich haben wir hierzu eine Anleitung für Sie.

Wenn Sie Container wie Docker verwenden, können Sie Ihren Container-Computern statische IP-Adressen zuweisen.

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So erhalten Sie eine externe statische IP-Adresse

Ohne eine statische externe IP-Adresse kann sich die externe IP-Adresse Ihres Routers ändern, wenn er neu startet. In fast allen Fällen spielt das eigentlich keine Rolle. Wenn Sie jedoch über selbst gehostete Dienste verfügen, die Sie unterwegs erreichen müssen, ist eine externe statische IP-Adresse ein Muss.

Ihre externe IP-Adresse wird von Ihrem ISP bereitgestellt und nur dieser kann die Einstellungen ändern. Gegen einen geringen Aufpreis sollte Ihr ISP Ihnen eine externe statische IP-Adresse zuweisen können.

Sie können eine externe statische IP-Adresse verwenden, um aus der Ferne auf Ihren Router und das private Netzwerk dahinter zuzugreifen, da Sie immer wissen, wie Ihre externe IP-Adresse lautet. Domainnamen sind einfacher zu merken und mit anderen zu teilen. Sie könnten einen Domainnamen kaufen und ihn auf Ihre externe statische IP-Adresse verweisen lassen.

Eine andere Möglichkeit, den gleichen Effekt zu erzielen, ist die Verwendung von DDNS-Routing (Dynamic Domain Name System). Mit diesem Setup konfigurieren Sie Ihren Router so, dass er Ihren DDNS-Anbieter jedes Mal kontaktiert, wenn er startet oder eine neue externe IP-Adresse erhält.

Der DDNS-Anbieter aktualisiert den Domänennameneintrag für Ihre Domäne, sodass er auf die neue externe IP-Adresse verweist. Alle Verbindungsanfragen, die in Ihrem Domainnamen eingehen, werden an Ihre aktuelle externe IP-Adresse weitergeleitet.

Normalerweise ist Dynamik alles, was Sie brauchen

Sofern es sich nicht um Spezialfälle handelt, sind lediglich dynamische interne und externe IP-Adressen erforderlich. Solange Ihre Geräte eindeutige Adressen haben – und DHCP übernimmt das für Sie – müssen Sie sich keine Sorgen machen.

Wenn Sie sicherstellen müssen, dass ein Computer oder ein anderes Gerät in Ihrem lokalen Netzwerk immer dieselbe IP-Adresse hat, konfigurieren Sie es mit einer internen statischen IP-Adresse.

Wenn Sie aus der Ferne auf Ihr Netzwerk zugreifen müssen, bezahlen Sie entweder Ihren ISP für eine externe statische IP-Adresse oder nutzen Sie einen DDNS-Dienst.

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