Die Zuweisung öffentlicher IPs kann auf zwei Arten erfolgen: Die erste besteht darin, den Pool öffentlicher IPs zu segmentieren, um /30-Segmente weiterzuleiten, um geroutete öffentliche IPs den Clients zuzuweisen, die zweite Möglichkeit besteht darin, eine Portweiterleitung zu generieren. Dadurch wird ermöglicht, dass der Benutzer die öffentliche IP erhält. Es handelt sich jedoch nicht um eine öffentliche IP, die vom Client verwaltet werden kann, da sie niemals auf dem Router des Clients empfangen wird.

Die Zuweisung öffentlicher IP-Adressen an Clients erfolgt über verschiedene Methoden und kann je nach Größe des Netzwerks, Internetdienstanbieter (ISP) und IP-Adressverwaltungsrichtlinien variieren. Hier ist eine Übersicht darüber, wie öffentliche IPs zugewiesen werden:

1. Statische Zuordnung

• Direkt vom ISP: In einer Wohn- oder Kleinunternehmensumgebung kann der ISP dem Abonnenten eine oder mehrere statische öffentliche IP-Adressen zuweisen. Diese Adressen ändern sich nicht, es sei denn, das Netzwerk des ISP wird neu konfiguriert oder der Kunde fordert eine Änderung. Die Zuweisung erfolgt manuell und der Kunde konfiguriert die statische IP-Adresse auf seinem Gerät (Router, Firewall) gemäß den Anweisungen des ISP.
• In Unternehmens- und Rechenzentrumsumgebungen: Unternehmen oder Einrichtungen, die mehrere öffentliche IP-Adressen benötigen, können einen Adressblock (z. B. /29, /28 usw.) erhalten, den sie intern verwalten, und bestimmte Adressen Servern, Netzwerkgeräten oder anderen Diensten zuweisen, die von dort aus zugänglich sein müssen draußen.

2. Dynamische Zuordnung

• DHCP (Dynamisches Host-Konfigurationsprotokoll): Für ISPs, die dynamische Verbindungen anbieten, wird DHCP verwendet, um Clients automatisch öffentliche IP-Adressen zuzuweisen. Wenn sich ein Gerät mit dem Netzwerk des ISP verbindet, stellt es eine DHCP-Anfrage und der DHCP-Server des ISP weist ihm aus seinem Pool verfügbarer Adressen eine öffentliche IP zu. Diese Adresse kann sich im Laufe der Zeit ändern, insbesondere wenn das Gerät getrennt und nach einer bestimmten Zeit wieder angeschlossen wird.

3. NAT (Netzwerkadressübersetzung)

• Einzelne IP für mehrere Clients: Aufgrund des Mangels an IPv4-Adressen verwenden ISPs NAT, um mehreren Clients die gemeinsame Nutzung einer einzigen öffentlichen IP-Adresse zu ermöglichen. In diesem Fall erhalten Clients private IP-Adressen auf ihren Geräten und der ISP verwendet ein NAT-Gerät in seinem Netzwerk, um diese privaten Adressen in eine öffentliche Adresse zu übersetzen, wenn sie auf das Internet zugreifen. Dies kommt häufig in Wohngebieten vor.

4. CGNAT (Carrier-Grade NAT)

• NAT im großen Maßstab: Ähnlich wie herkömmliches NAT, jedoch in viel größerem Maßstab. CGNAT wird von ISPs verwendet, um Hunderten oder sogar Tausenden von Clients gleichzeitig dieselbe öffentliche IP-Adresse zuzuweisen, wobei bestimmte Ports verwendet werden, um den Datenverkehr jedes Clients zu unterscheiden. Dies trägt zur Linderung von IPv4-Adressengpässen bei, kann jedoch bei bestimmten Arten eingehender Verbindungen oder Diensten, die eine Portzuordnung erfordern, zu Problemen führen.

5. IPv6

• Massen-IP-Zuweisung: Mit der Einführung von IPv6 und seinem nahezu unbegrenzten Adressraum können ISPs allen ihren Client-Geräten direkt eindeutige IPv6-Adressen zuweisen, sodass kein NAT erforderlich ist. Die Zuweisung kann statisch oder dynamisch erfolgen, ähnlich wie bei IPv4, bietet jedoch die Flexibilität, jedem Gerät bei Bedarf mehrere Adressen zuzuweisen.

Jede dieser Methoden hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Die Wahl der einen gegenüber der anderen hängt von den spezifischen Anforderungen des Netzwerks, den ISP-Richtlinien und den technischen Einschränkungen ab.