Adressräume

Adressräume bezeichnet in der Informatik die Gesamtheit aller Adressen, die in einem bestimmten Kontext referenziert oder adressiert werden können. Sie spielen eine zentrale Rolle in der Speicherverwaltung, der Netzwerkadressierung und in der Architektur von Rechensystemen.

Im Speicherbereich spricht man vom physischen Adressraum und vom virtuellen Adressraum. Der physische Adressraum umfasst die physischen Speicherorte im RAM. Der virtuelle Adressraum wird pro Prozess abgebildet und durch eine Memory-Management-Unit (MMU) in physische Adressen übersetzt. Diese Trennung erlaubt Isolation, Schutz und flexibelere Speicherverwaltung. Die Größe des Adressraums hängt von der Wortbreite des Prozessors ab; 32-Bit-Systeme adressieren theoretisch bis zu 4 GiB, 64-Bit-Systeme eine deutlich größere Bandbreite an Adressen.

Im Netzwerkbereich bezeichnet der Adressraum die Menge der möglichen Adressen eines Protokolls, etwa IPv4 mit 2^32 Adressen oder IPv6 mit 2^128 Adressen. In Anwendungen außerhalb von RAM findet man ähnliche Konzepte, etwa Adressräume bei Dateisystemen oder in Datenbanken, wo Adressen auf Datenseiten oder Datensätze verweisen.

Die Verwaltung von Adressräumen umfasst Adressauflösung, Übersetzung und Schutzmechanismen wie Paging, Segmentierung, TLB und Speicherzugriffsprüfung. In Betriebssystemen kann der Adressraum den Kernel- und Benutzermodus trennen oder Shared-Adressräume ermöglichen, je nach Architektur.

Auswirkungen von Größe und Struktur des Adressraums betreffen Skalierbarkeit, Leistung, Sicherheit und Stabilität. Technologien wie Adressraumrandomisierung (ASLR) erhöhen die Sicherheit, indem sie Speicheradressen unvorhersehbar machen.

Siehe auch: Virtueller Adressraum, Physischer Adressraum, Adressverwaltung, Paging, IPv4, IPv6, ASLR.