IP-adressen

Een IPv4-adres is 32 bits lang en biedt 4 294 967 296 adressen. De vrije voorraad raakte op 3 februari 2011 op.

Vaak denken mensen dat elk apparaat levenslang één IP-adres heeft, als een intern serienummer. Dat is niet zo. Dezelfde telefoon krijgt thuis op wifi een adres, via mobiele data een ander en morgen misschien weer een nieuw. Begin bij het doel van een adres om te zien waarom ze komen en gaan.

Elk pakket heeft twee adressen in zijn header: herkomst en bestemming. Dit zijn IP-adressen. Een router leest alleen het doeladres om de volgende stap te bepalen. De opbouw van adressen bepaalt dus hoe heel internet werkt.

Waarom geen deel groter is dan 255

De versie die mensen nog het vaakst tegenkomen is IPv4, vastgelegd in RFC 791 uit 1981. Een IPv4-adres is 32 bits. Voor de leesbaarheid wordt het gesplitst in vier groepen van 8 bits, elk als decimaal getal van 0 tot 255 met punten ertussen, zoals 192.168.0.12. Acht bits hebben 256 patronen, dus 255 is het maximum. Samen zijn er 2 tot de macht 32 adressen: 4 294 967 296, iets minder dan 4.3 miljard.

Het begin van een adres noemt het netwerk

Een adres heeft twee delen. Het voorste deel, het voorvoegsel, noemt het netwerk; de rest kiest een apparaat erop. De lengte van het voorvoegsel komt achter een slash. Bij 192.168.0.0/24 liggen de eerste 24 bits vast en blijven 8 bits of 256 adressen over. Zo kan een router één regel bewaren, zoals ‘alles dat met 198.51.100 begint gaat die kant op’, in plaats van een regel per apparaat.

Waarom het nummer van een thuislaptop met 192.168 begint

RFC 1918 reserveert drie blokken voor privénetwerken: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 en 192.168.0.0/16. Iedereen mag ze thuis of op kantoor gebruiken; routers op het openbare internet vervoeren ze niet. Daarom heeft een thuislaptop waarschijnlijk een adres als 192.168.0.12 en kan de laptop van de buren precies hetzelfde hebben. Praat de laptop met een server, dan vervangt de thuisrouter het privébronadres door zijn eigen openbare adres en verandert hij ook de bronpoort, zodat antwoorden terugkomen. Dit heet netwerkadresvertaling (NAT). Zo kan een huishouden één openbaar IPv4-adres delen.

Wie leent een apparaat zijn adres?

Waar komt het laptopadres dan vandaan? Als een apparaat zich aansluit, zendt het een verzoek rond. De router antwoordt met een vrij privéadres, zijn eigen adres als gateway en het adres van een DNS-resolver. Deze uitwisseling heet DHCP (RFC 2131). Het adres wordt tijdelijk uitgeleend en vernieuwd zolang het apparaat verbonden blijft. Morgen kan dezelfde laptop dus een ander nummer krijgen. Op schoolwifi gebeurt hetzelfde met de DHCP-server van dat netwerk. Bij mobiele data krijgt de telefoon zijn adres van het mobiele netwerk. Ook het andere uiteinde kan veranderen: een website kan naar een nieuwe server gaan. Daarom gebruiken we namen zoals example.com. In het DNS-hoofdstuk zie je hoe namen adressen worden.

Eén adres betekent op elke computer hetzelfde. Het loopbackadres 127.0.0.1 betekent altijd ‘deze machine’. Een programma kan ermee met een ander programma op dezelfde computer praten zonder dat iets vertrekt. Veel apparaten hebben tegenwoordig ook een IPv4- en een IPv6-adres naast elkaar en gebruiken wat de andere kant ondersteunt.

Vier miljard adressen raakten op

Vier miljard adressen klonken in 1981 ruim voldoende. Op 3 februari 2011 gaf de Internet Assigned Numbers Authority (IANA) de laatste vijf IPv4-blokken aan de vijf regionale registers en was de centrale vrije voorraad leeg. De langetermijnoplossing is IPv6 (RFC 8200), met adressen van 128 bits. Dat geeft 2 tot de macht 128 adressen, ongeveer 3.4 × 10³⁸. IPv6-adressen staan als acht groepen van vier hexadecimale cijfers met dubbele punten ertussen. Voorloopnullen mogen weg en één reeks groepen met alleen nullen mag ‘::’ worden. Zo wordt 2001:0db8:0000:0000:​0000:0000:0000:0020 kortweg 2001:db8::20.