Getty Images/iStockphoto
MAC-Adresse vs. IP-Adresse: Was ist der Unterschied?
MAC-Adresse und IP-Adresse identifizieren jeweils Netzwerkgeräte. Aber sie erfüllen ihre Aufgaben auf unterschiedlichen Ebenen. Lesen Sie, warum beide Adressarten wichtig sind.
Jeder Computer oder jedes Gerät im Internet hat zwei Arten von Adressen: eine physische Adresse und eine Internetadresse.
Die physische Adresse, oder MAC-Adresse (Media Access Control Address), identifiziert ein Gerät gegenüber anderen Geräten im selben lokalen Netzwerk. Die Internetadresse, oder IP-Adresse (Internet Protocol Address), identifiziert das Gerät weltweit. Ein Netzwerkpaket benötigt beide Adressen, um an sein Ziel zu gelangen.
Was ist der Unterschied zwischen MAC- und IP-Adressen?
MAC-Adressen und IP-Adressen identifizieren beide ein Netzwerkgerät, aber auf unterschiedliche Weise. Zu den wichtigsten Unterschieden zwischen MAC-Adresse und IP-Adresse gehören:
- Lokale gegenüber globale Identifizierung.
- Betrieb auf Layer 2 statt Layer 3.
- Physische Adresse im Gegensatz zur logischen Adresse.
- Anzahl der Bits.
- Adresszuweisung und Dauerhaftigkeit.
- Adressformatierung.
Eine MAC-Adresse ist für die lokale Identifizierung und eine IP-Adresse für die globale Identifizierung zuständig. Zum Beispiel ist die MAC-Adresse nur in dem LAN von Bedeutung, an das ein Gerät angeschlossen ist. Sie wird nicht verwendet oder im Datenstrom beibehalten, wenn die Pakete dieses Netzwerk verlassen. Dies ist der Hauptunterschied zwischen einer MAC-Adresse und einer IP-Adresse, der sich auf die Anzahl der Bits, die Adresszuweisung und die Interaktionen zwischen den beiden Adressen auswirkt.
Ein weiterer Unterschied zwischen einer MAC-Adresse und einer IP-Adresse ist die Art und Weise, wie die Adressen zugewiesen werden. Die Hersteller vergeben an jedes Gerät eine eindeutige MAC-Adresse, und diese werden in der Regel als dauerhaft angesehen. Es ist jedoch möglich, eine MAC-Adresse mit Befehlszeilentools und Softwareeinstellungen zu ändern oder zu fälschen. Eine IP-Adresse wird über Softwarekonfigurationen an ein Netzwerkgerät vergeben. Netzwerkadministratoren können die Adresse jederzeit manuell ändern oder sie per DHCP (Dynamic Host Protocol Configuration Protocol) dynamisch ändern.
Was ist eine MAC-Adresse?
Die Medienzugriffskontrolle (Media Access Control) bezieht sich auf die Hardware, die steuert, wie Daten in ein Netzwerk übertragen werden. Ein MAC-Gerät arbeitet auf Layer 2 (der Sicherungsschicht) des OSI-Modells für Netzwerke. Jedes Gerät verfügt über eine MAC-Adresse, die als eindeutige Kennung für die im Gerät installierte Netzwerkschnittstellenkarte (NIC) dient. Diese Adresse arbeitet auf Schicht 2 und ermöglicht es den Geräten, innerhalb desselben Sendebereichs miteinander zu kommunizieren.
In der heutigen Internet-Ära sind die meisten Geräte physisch mit Ethernet-Kabeln oder drahtlos mit WLAN verbunden. Beide Methoden verwenden MAC-Adressen, um ein Gerät im lokalen Netzwerk zu identifizieren.
Eine MAC-Adresse besteht aus zwölf hexadezimalen Ziffern, die normalerweise in sechs durch Bindestriche getrennte Paare unterteilt sind. MAC-Adressen sind von 00-00-00-00-00-00 bis FF-FF-FF-FF-FF-FF verfügbar. Die erste Hälfte der Nummer wird in der Regel als Hersteller-ID verwendet, während die zweite Hälfte eine Gerätekennung ist. Bei fast allen Netzwerkgeräten in Unternehmen wird diese Nummer während des Herstellungsprozesses fest in das Gerät einkodiert.
Die Anzahl der geräteidentifizierenden Bits ist jedoch begrenzt, so dass die Hersteller sie wiederverwenden. Jeder Hersteller hat etwa 1,68 Millionen verfügbare Adressen. Wenn er also seine Geräte fortlaufend mit einer MAC-Adresse durchnummeriert und bei FF-FF-FF ankommt, beginnt er wieder bei 00-00-00. Bei diesem Ansatz wird davon ausgegangen, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass zwei Geräte mit der derselben Adresse im selben lokalen Netzwerksegment landen.
Keine zwei Geräte in einem lokalen Netzwerk sollten jemals dieselbe MAC-Adresse haben. Wenn dies doch geschieht, haben beide Geräte Kommunikationsprobleme, weil das lokale Netzwerk nicht weiß, welches Gerät das Paket erhalten soll. Wenn ein Switch ein Paket an alle Ports sendet, um den gewünschten Empfänger zu finden, erhält das Gerät, das zuerst antwortet, den Paketstrom. Wenn das Gerät neu startet, entfernt oder abgeschaltet wird, empfängt der andere Knoten die Pakete.
Was ist eine IP-Adresse?
Das Internetprotokoll (IP) steuert die Kommunikation zwischen Geräten im Internet und legt das Verhalten von Internet-Routern fest. Es entspricht dem Layer 3, der Vermittlungsschicht, des OSI-Referenzmodells. Das Internet wurde ursprünglich mit IPv4 aufgebaut und befindet sich im Übergang zu IPv6.
Eine IP-Adresse identifiziert ein Gerät im globalen Internet und dient als logische Adresse des Geräts zur Identifizierung seiner Netzwerkverbindung. In der Regel vergibt ein ISP (Internet Service Provider) die IP-Adresse an das Gerät eines Kunden. Netzwerkadministratoren verwenden DHCP, um IP-Adressen innerhalb des lokalen Netzwerks zuzuweisen und zu verwalten.
Eine IPv4-Adresse besteht aus 32 Bits, die normalerweise als vier Oktette mit Dezimalzahlen geschrieben und durch Punkte getrennt werden. Dieses Format wird auch als Dotted Quad bezeichnet. Mögliche Werte reichen von 000.000.000.000 bis 255.255.255.255, wobei viele mögliche Adressen nicht zulässig oder für bestimmte Zwecke reserviert sind. Ein Beispiel dafür ist 192.0.2.127.
Die IP-Adresse kombiniert Daten zur Identifizierung des Netzwerks und des Geräts. Das Netzwerk-Präfix besteht aus acht bis 31 Bits, während die restlichen Bits das Gerät im Netzwerk identifizieren. Das stetige und schnelle Wachstum der Zahl der mit dem Internet verbundenen Geräte hat dazu geführt, dass die IPv4-Adressliste bald erschöpft ist – einer von mehreren Gründen für die Entwicklung von IPv6.
Eine IPv6-Adresse besteht aus 128 Bits, von denen die ersten 64 für die Identifizierung des Netzwerks und die zweiten 64 für die Identifizierung eines Geräts im Netzwerk reserviert sind. Die Adresse wird in der Regel in acht Gruppen von vier durch Doppelpunkte getrennten Hexadezimalziffern geschrieben (Beispiel: 2001:0DB8:A1CD:1234:0000:48B3:4001:BA92). In diesem Fall darf man das aus 0000 bestehende Segment auch mit einer einzelnen 0 schreiben, und 0DB8 kann als DB8 notiert werden, um die führende Null wegzulassen. Es gibt viele Konventionen, um eine IPv6-Adresse beim Schreiben zu kürzen.
Wie MAC- und IP-Adressen zusammenarbeiten
Jede Internetsoftware, zum Beispiel ein Webbrowser oder ein E-Mail-Client, leitet Daten an ein Ziel im Internet weiter, wobei die IP-Adresse des Ziels verwendet wird. Zum Beispiel könnte ein Nutzer, der über einen Webbrowser auf eine Webseite zugreifen möchte, die IP-Adresse der Domain eingeben. Die meisten Menschen kennen jedoch die IP-Adresse einer Webseite nicht und verwenden stattdessen von Menschen einfacher lesbare DNS-Namen, die ein DNS-Server in die entsprechende Adresse umsetzt.
Der Software-Stack des Quellnetzwerks fügt die IP-Adressinformationen in die Datenpakete ein und leitet die Pakete an ihr Ziel weiter. Internet-Router befördern die Pakete vom Quellnetzwerk zum Zielnetzwerk. Sobald die Pakete das Zielnetzwerk erreichen, übersetzt das LAN die IP-Adresse mithilfe des Address Resolution Protocol (ARP) in eine MAC-Adresse. Anschließend fügt es die MAC-Adresse dem Datenstrom hinzu und sendet die Daten an das richtige Gerät im lokalen Netzwerk.
Lokale Netzwerk-Switches verwalten ARP-Tabellen, die IP-Adressen auf MAC-Adressen abbilden. Wenn ein Router dem Switch ein Paket mit einem durch eine IP-Adresse spezifizierten Ziel sendet, verwendet er die ARP-Tabelle, um zu wissen, welche MAC-Adresse er dem Paket hinzufügen muss, wenn er die Daten als Ethernet-Frames an das Gerät weiterleitet.
