Was ist eine IP-Adresse und warum ist sie beim Thema VPN wichtig?

Fangen wir die Erklärung mit einer Analogie an. Du wohnst sicher irgendwo und hast eine Adresse. Bestellst Du einen nagelneuen Raspberry Pi, dann kann das Paket anhand Deiner Adresse zugestellt werden. In einem Computer-Netzwerk wie dem Internet werden Datenpakete ausgeliefert. Damit der Server, der Service oder was auch immer weiß, wem welches Datenpaket gehört, braucht er eine Adresse. Genau dafür ist die IP-Adresse zuständig.

Wie funktioniert das mit dem Datenpaket und der IP-Adresse?

Sehen wir uns mal im Detail an, inwiefern die IP-Adresse wichtig ist. Nehmen wir an, Du hast Dein Smartphone in der Hand und rufst mit Deinem Browser bitblokes.de auf. Der Website ist ebenfalls eine IP-Adresse zugewiesen. Sie lässt sich aber schlechter merken als der Name bitblokes.de. Deswegen löst ein DNS-Server die Adresse zum Namen auf. Wie ein DNS-Server funktioniert, erkläre ich Dir in einem separaten Beitrag. Die Website bitblokes.de hat sogar eine statische IP-Adresse (80.241.216.24), also immer die gleiche. Damit weiß Dein Gerät, wohin es eine Anfrage schickt.

Mit einem ping die IP-Adresse ermitteln

Dein Smartphone wünscht sich also den Inhalt von bitblokes.de und schickt bei der Anfrage auch die eigene IP-Adresse mit. Deswegen weiß unser Server, an wen die Antwort geht. Das ist das Grundprinzip von IP-Adressen und es ist eigentlich ganz einfach, oder? Gehen wir nun ein bisschen mehr ins Detail.

Was ist das mit IPv4 und IPv6?

IPv4 steht für Internet Protocol version 4 und die IP-Adresse wird als Zahl mit 32-Bit dargestellt. Das sind ungefähr 4,3 Milliarden IP-Adressen und es hat in den Anfängen des Internets dicke gereicht. Der Pool mit IPv4-Adressen ist aber schon erschöpft und das sogenannte Internet of Things (IoT) steht noch nicht einmal in seiner vollen Blüte da. Umfragen zufolge sollen bis 2020 in etwa 31 Milliarden IoT-Geräte aktiv sein und bis 2025 sogar über 75 Milliarden.

Eine typische IPv4-Adresse sieht so aus: 192.168.1.1

Es gibt natürlich jetzt schon mehr als 4,3 Milliarden Geräte, aber bisher konnte man sich mit NAT (Network Address Translation) über Wasser halten. Wir erklären das weiter unten, wenn es um interne und externe IP-Adressen geht. Auf jeden Fall musste eine Lösung mit mehr IP-Adressen her. Sie nennt sich IPv6 oder Internet Protocol version 6.

IPv6 wird mit 128 Bit dargestellt und es gibt ungefähr 3.4×10³⁸ IP-Adressen. Das sind 340 Sextillionen oder 340.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000!

Sollen wir die Zahl mal anschaulich darstellen? Wir versuchen es. IPv6 stellt für jeden Quadratzentimeter auf der Erdoberfläche mehr als 650 Billiarden IP-Adressen zur Verfügung. Das sollte eine Weile reichen.

Eine IPv6-Adresse sieht zum Beispiel so aus: 2001:0db8:0a0b:12f0:0000:0000:0000:0001. Es gibt verschiedene Schreibweisen, aber eine genaue Erklärung würde nun zu weit führen. Vielleicht an dieser Stelle noch den Hinweis, dass RFC 5952 rät, die komprimierte Schreibweise zu verwenden. In diesem Fall würdest Du zum Beispiel 2001:db8:0:0:0:0:2:1 in die verkürzte Version 2001:db8::2:1 umwandeln.

Interne IP-Adresse, externe IP-Adresse und NAT

Da die Adressen bei IPv4 knapp wurden, hat man sich unter anderem mit NAT geholfen. Die kommt auf den meisten Heim-Routern zum Einsatz. Der Router hat eine vom Internet Service Provider (ISP) zugewiesene IP-Adresse. Sie ist öffentlich. Dein Smartphone, Notebook, Tablet und so weiter, die mit dem Router verbunden sind, bekommen eine interne IP-Adresse zugewiesen. Visuell sieht das so aus

Der Router vermittelt via NAT zwischen dem internen Netzwerk und dem Internet.

Öffnest Du mit Deinem Smartphone eines Website, wird als Rücksendeadresse die externe IP-Adresse Deines Routers angegeben. Der Router weiß wiederum, welches der internen Geräte die Anfrage gestellt hat und leitet das Datenpaket entsprechend weiter. Deswegen kommt man mit wesentlich weniger öffentlichen IP-Adressen aus, als eigentlich notwendig wären. Mit IPv6 wäre das eigentlich nicht mehr notwendig, oder?

NAT auch bei IPv6 wichtig

Da IPv6 so viele IP-Adressen liefert, könnte die gesamte Kommunikation im Internet wieder direkt ablaufen. Vielleicht hast Du schon etwas vom End-to-End-Prinzip gehört. Das hätte Vorteile. Fällt zum Beispiel der NAT Server aus, ist die Kommunikation mit dem gesamten Netzwerk dahinter nicht mehr möglich. Auch P2P-Anwendungen, die auf End-to-End basieren, werden teilweise von NAT ausgebremst.

Allerdings spricht die Sicherheit gegen die Abschaffung von NAT. Das Problem ist, dass bei einer direkten Kommunikation Dein Gerät eindeutig zuweisbar ist. Erklären wir das in einem Beispiel im Zusammenhang mit einem VPN.

Wählst Du Dich bei einem VPN Server ein, kommunizierst Du über dessen IP-Adresse. Deine echte IP-Adresse ist verschleiert, Deine Identität geschützt und die Anonymität ist gewahrt. Bei IPv6 ist das aber nicht mehr der Fall. Deswegen ist es zum Beispiel wichtig, dass VPN Provider IPv6 unterstützen und vor dem sogenannten IPv6-Leck schützen. Du kannst IPv6 (zumindest momentan) auch in Deinem Gerät deaktivieren.

Datenschützer plädieren sogar dafür, dass auch mit IPv6 die Vergabe der IP-Adressen dynamisch bleibt. Da es so viele Adressen gibt, ist es natürlich problemlos möglich, jedem Gerät, das mit dem Internet verbunden ist, eine statische IP-Adresse zu verpassen. Damit ließe sich durch die Hintertür eine kleine Vorratsdatenspeicherung bewerkstelligen. Es dreht sich hier also um Datenschutz und Privatsphäre.

IP-Adresse und das Land

Über die IP-Adresse lässt sich meist auch das Land feststellen, in dem sich Dein Gerät befindet. Damit bewerkstelligen die Streaming-Anbieter wie Netflix und Amazon das sogenannte und nervige Geoblocking. Auch bei Sportübertragungen von ARD und ZDF ist das übrigens der Fall.

Du wirst staunen, dass über die IP-Adresse diverse Websites und Services auch die Preise festlegen. Im Grundlagenartikel zum Thema VPN habe ich Dir bereits gezeigt, dass der Preis je nach IP-Adresse tatsächlich unterschiedlich sein kann. Hier noch einmal der Beweis. Kommst Du scheinbar aus der Schweiz, ist das gleiche Eurosport-Paket teurer als wenn Du Dich virtuell in Bulgarien aufhältst. Interessant, oder?

Willst Du bei Eurosport sparen, könnte ein VPN helfen …

Mit einem VPN kannst Du Dich bei einem Server in einem anderen Land einwählen. Damit änderst Du scheinbar Deinen physischen Standort. Durch die IP-Adresse des VPN-Servers sieht es nun so aus, als befindet sich Dein Gerät in einem anderen Land. Du hebelst damit das Geoblocking aus und kannst deine IP-Adresse verbergen. Immer funktioniert das nicht, weil gerade Netflix und Amazon dafür bekannt sich, VPNs oder deren IP-Adressen immer wieder zu blockieren. Es ist ein Katz-und-Maus-Spiel und gute VPN-Provider ändern immer wieder IP-Adressblöcke, um den Streaming-Anbietern ein Schnippchen zu schlagen.

Zusammengefasst lässt sich sagen, dass Du mit Deiner IP-Adresse viel von Dir verraten kannst. Möchtest Du das aus Gründen des Datenschutzes verhindern, hilft ein VPN. Wichtig an dieser Stelle ist natürlich, dass der VPN-Anbieter keine Logs speichert. Als kleiner Bonus eines VPNs lässt sich anführen, dass sich damit unter Umständen sogar Geld sparen lässt. Win-Win-Situation nennt man so etwas!

Hast Du Probleme mit Deinem VPN, ist vielleicht hier die Lösung dabei.