DHCP, DNS, Default Gateway & NAT – die unsichtbaren Helfer im Internet
DHCP – DORA-Prozess
Du erklärst, wie ein Gerät automatisch eine IP-Adresse bekommt
DNS – Namensauflösung
Du verstehst, wie ein Domainname in eine IP-Adresse umgewandelt wird
Gateway & NAT
Du erklärst, wie viele Geräte mit einer einzigen öffentlichen IP ins Internet kommen
Stell dir vor, du kommst in ein Café und fragst: „Kann ich euer WLAN nutzen?" Jemand gibt dir das Passwort – und du bist drin. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) macht genau das automatisch für IP-Adressen: Sobald sich ein Gerät mit einem Netzwerk verbindet, vergibt der DHCP-Server automatisch eine IP-Adresse, Subnetzmaske, Gateway-Adresse und DNS-Server.
Discover
Client ruft ins Netzwerk:
„Gibt es einen DHCP-Server?"
(Broadcast)
→ Broadcast
255.255.255.255
Offer
Server antwortet:
„Ich bin hier! Ich biete dir
192.168.1.50 an."
← Unicast/Broadcast
vom Server
Request
Client bestätigt:
„Ich nehme 192.168.1.50!"
(noch Broadcast)
→ Broadcast
(informiert alle)
Acknowledge
Server bestätigt:
„IP gehört dir für
24 Stunden (Lease)."
← Bestätigung
+ Lease-Zeit
IP-Adresse
z.B. 192.168.1.50
Subnetzmaske
z.B. 255.255.255.0
Default Gateway
z.B. 192.168.1.1
DNS-Server
z.B. 8.8.8.8
DHCP nutzt UDP
DHCP läuft über UDP (Port 67 Server / Port 68 Client) – weil beim ersten Kontakt noch keine IP-Adresse bekannt ist und TCP eine bestehende Verbindung voraussetzt. Die Kommunikation erfolgt deshalb per Broadcast.
Menschen merken sich Namen wie google.com,
Computer brauchen aber Adressen wie 142.250.74.46.
DNS (Domain Name System) ist der Übersetzer dazwischen – wie ein riesiges
Telefonbuch, das Namen in Nummern umwandelt.
Browser-Cache prüfen
Hat der Browser die Adresse schon einmal aufgelöst? Falls ja → sofort fertig. Falls nein → weiter zu Schritt 2.
Betriebssystem-Cache & hosts-Datei
Das OS prüft seinen eigenen Cache und die lokale hosts-Datei (C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts).
Anfrage an Resolver (vom DHCP geliefert)
Das Gerät fragt den konfigurierten DNS-Server (z.B. 8.8.8.8 von Google): „Was ist die IP von google.com?"
Resolver fragt Root-Nameserver
Der Resolver kennt die Antwort nicht und fragt einen der 13 Root-Nameserver: „Wer ist zuständig für .com?"
TLD-Nameserver (Top-Level-Domain)
Root antwortet: „Frag den .com-TLD-Server." Der TLD-Server antwortet: „Frag Googles autoritativen Nameserver."
Autoritativer Nameserver antwortet
Googles eigener DNS-Server liefert die endgültige Antwort: google.com → 142.250.74.46. Der Resolver speichert das Ergebnis im Cache.
Browser baut Verbindung auf
Der Browser hat jetzt die IP-Adresse und öffnet eine TCP-Verbindung auf Port 443 (HTTPS) zum Webserver.
DNS-Auflösung auf einen Blick
TTL – Time to Live
Jeder DNS-Eintrag hat eine TTL (z.B. 300 Sekunden = 5 Minuten). So lange darf der Resolver das Ergebnis aus dem Cache liefern, ohne erneut nachzufragen. Das beschleunigt das Internet enorm.
Wenn du einen Brief in einen anderen Ort schickst, bringst du ihn zuerst zum lokalen Postamt – nicht direkt zum Empfänger. Genauso läuft es bei IP-Paketen: Wenn ein Paket nicht ins lokale Netz gehört, schickt es das Gerät zum Default Gateway – dem Router, der ins Internet führt.
Ziel ist im lokalen Netz
Beispiel: Du bist in 192.168.1.0/24 und sendest an 192.168.1.30.
→ Direkt über MAC-Adresse (ARP) im LAN
Ziel ist außerhalb (Internet)
Beispiel: Du sendest an 142.250.74.46 (Google) – das liegt nicht in 192.168.1.0/24.
→ Paket geht an den Default Gateway (z.B. 192.168.1.1)
Typische Heimnetz-Konfiguration (ipconfig / ip addr)
Kein Gateway = kein Internet
Wenn der Default Gateway nicht gesetzt oder nicht erreichbar ist, kann das Gerät nur mit Geräten im eigenen Subnetz kommunizieren. Das Internet ist unerreichbar – auch wenn die IP-Adresse korrekt ist.
In deinem Zuhause gibt es vielleicht 10 Geräte (Laptop, Handy, Smart-TV, …). Aber dein Internetanbieter gibt dir nur eine einzige öffentliche IP-Adresse. Wie kann das funktionieren? Die Antwort lautet NAT – Network Address Translation. Der Router übersetzt zwischen den privaten IP-Adressen im Heimnetz und der einen öffentlichen IP-Adresse nach außen.
Diese Bereiche sind für private Netze reserviert – sie dürfen nicht im öffentlichen Internet auftauchen:
Alles außerhalb der privaten Bereiche ist öffentlich. Dein Router bekommt eine solche vom Internet-Anbieter:
Unter whatismyip.com siehst du deine aktuelle öffentliche IP.
Dein Laptop
192.168.1.50
Port: 52341
sendet Paket an
google.com
Router (NAT)
tauscht Quelle aus:
192.168.1.50:52341
213.47.192.15:60001
Google-Server
142.250.74.46
sieht nur die öffentliche
IP des Routers
Zusammenfassung – Die 4 unsichtbaren Helfer
DHCP
Gibt automatisch IP-Adressen aus (DORA)
DNS
Übersetzt Namen in IP-Adressen
Default Gateway
Tor ins Internet für fremde Netze
NAT
Viele private IPs → eine öffentliche IP