Was ist IPv6, und warum sind wir noch nicht so weit?

IPv6 ist seit 1998 in Arbeit, um den Mangel an IP-Adressen, die unter IPv4 zur Verfügung stehen, zu beheben. Trotz seiner Effizienz- und Sicherheitsvorteile setzt sich IPv6 jedoch nur langsam durch. [...]

IPv6 ist die neueste Version des Internet-Protokolls, das Geräte übers Internet identifiziert, damit sie lokalisiert werden können (c) pixabay.com

Die schrecklichen Warnungen vor dem Mangel an Internet-Adressen sind größtenteils verstummt, seit langsam aber sicher die Migration von IPv4 (Internet Protocol Version 4) zu IPv6 begonnen hat und die nötige Software vorhanden ist, um die von vielen vorhergesagte Adressen-Apokalypse zu verhindern.

Doch bevor wir uns ansehen, wo wir stehen und wohin wir mit IPv6 fortschreiten, lassen Sie uns zu den Anfängen der Internet-Adressierung zurückkehren.

Was ist IPv6 und warum ist es wichtig?

IPv6 ist die neueste Version des Internet-Protokolls, das Geräte übers Internet identifiziert, damit sie lokalisiert werden können. Jedes Gerät, das das Internet nutzt, wird über seine eigene IP-Adresse identifiziert, damit die Internetkommunikation funktioniert. In dieser Hinsicht ist es genau wie mit den Anschriften und Postleitzahlen, die Sie kennen müssen, um einen Brief zu verschicken.

Die Vorgängerversion, IPv4, verwendet ein 32-Bit-Adressierungsschema zur Unterstützung von 4,3 Milliarden Geräten – und man dachte, das sei ausreichend. Das Wachstum des Internets, der PCs, Smartphones und nun auch der Geräte für das Internet der Dinge beweist jedoch, dass die Welt weitaus mehr IP-Adressen braucht.

Glücklicherweise hat die Internet Engineering Task Force (IETF) dies bereits vor 20 Jahren erkannt. Im Jahr 1998 schuf sie IPv6, das stattdessen 128-Bit-Adressen verwendet, um etwa 340 Billionen Billionen (oder 2 hoch 128, wenn Sie so wollen) Geräte zu unterstützen. Anstelle der IPv4-Adressierungsmethode mit vier Sätzen von ein- bis dreistelligen Zahlen verwendet IPv6 acht Gruppen von vier hexadezimalen Ziffern, die durch Doppelpunkte getrennt sind.

Was sind die Vorteile von IPv6?

Die IETF hat in ihrer Arbeit Verbesserungen von IPv6 im Hinblick auf IPv4 vorgenommen. Das IPv6-Protokoll kann Pakete effizienter verarbeiten, die Leistungsfähigkeit verbessern und die Sicherheit erhöhen. Es ermöglicht es Internet Service Providern, die Größe ihrer Routing-Tabellen zu reduzieren, indem sie diese hierarchischer gestalten.

Netzwerkadressübersetzung (NAT) und IPv6

Die Einführung von IPv6 hat sich unter anderem aufgrund der Network Address Translation (NAT) verzögert, bei der private IP-Adressen in öffentliche IP-Adressen umgewandelt werden. Auf diese Weise kann ein Firmenrechner mit einer privaten IP-Adresse Pakete an Rechner senden und empfangen, die sich außerhalb des privaten Netzwerks befinden und öffentliche IP-Adressen haben.

Ohne NAT würden große Unternehmen mit Tausenden oder Zehntausenden von Computern enorme Mengen von öffentlichen IPv4-Adressen verschlingen, wenn sie mit der Außenwelt kommunizieren wollten. Doch diese IPv4-Adressen sind begrenzt und nahezu erschöpft, so dass sie rationiert werden müssen.

NAT hilft, das Problem zu entschärfen. Mit NAT können Tausende von privat adressierten Computern durch eine NAT-Maschine wie eine Firewall oder einen Router dem öffentlichen Internet präsentiert werden.

Die Funktionsweise von NAT besteht darin, dass wenn ein Firmencomputer mit einer privaten IP-Adresse ein Paket an eine öffentliche IP-Adresse außerhalb des Firmennetzes sendet, es zunächst an das NAT-Gerät geht. NAT vermerkt die Quell- und Zieladresse des Pakets in einer Übersetzungstabelle.

Durch NAT wird die Quelladresse des Pakets in die öffentliche Adresse des NAT-Geräts geändert und an das externe Ziel weitergeleitet. Wenn ein Paket antwortet, übersetzt das NAT die Zieladresse in die private IP-Adresse des Computers, der die Kommunikation initiiert hat. Dies kann so erfolgen, dass eine einzige öffentliche IP-Adresse mehrere privat adressierte Computer repräsentieren kann.

Wer setzt IPv6 ein?

Carrier-Netzwerke und ISPs waren die erste Gruppe, die mit der Einführung von IPv6 in ihren Netzwerken begonnen haben, wobei die Mobilfunknetze die Führung übernommen haben. So werden beispielsweise bei T-Mobile USA mehr als 90% des Datenverkehrs über IPv6 abgewickelt, dicht gefolgt von Verizon Wireless mit 82,25%. Comcast und AT&T haben ihre Netzwerke bei 63% bzw. 65%, laut der Branchengruppe World Ipv6 Launch.

Große Websites ziehen nach – laut World IPv6 Launch sind derzeit knapp 30% der Alexa Top 1000 Websites über IPv6 erreichbar.

Unternehmen hinken bei der Einführung hinterher – etwas weniger als ein Viertel der Unternehmen werben mit IPv6-Präfixen, so der Bericht „State of IPv6 Deployment 2017“ der Internet Society. Als Gründe werden Komplexität, Kosten und Zeitaufwand genannt. Darüber hinaus haben sich einige Projekte aufgrund von Software-Kompatibilität verzögert. So heißt es beispielsweise in einem Bericht vom Januar 2017, dass ein Fehler in Windows 10 „Microsofts Bemühungen untergräbt, am Hauptsitz in Seattle ein reines IPv6-Netzwerk einzurichten“.

Wann werden weitere Implementierungen stattfinden?

Die Internet Society kündigte an, dass die Preise für IPv4-Adressen im Jahr 2018 ihren Höhepunkt erreicht haben werden, und dass die Preise dann sinken werden, wenn die IPv6-Einführung die 50%-Marke überschreitet. Gegenwärtig sind laut Google weltweit 20% bis 22% der IPv6-Adressen eingeführt, in den USA sind es jedoch etwa 32%.

Da die Preise für IPv4-Adressen zu sinken beginnen, schlägt die Internet Society vor, dass Unternehmen ihre bestehenden IPv4-Adressen verkaufen, um die Einführung von IPv6 zu finanzieren. Das Massachusetts Institute of Technology hat dies laut einem auf GitHub veröffentlichten Vermerk getan. Die Universität kam zu dem Schluss, dass 8 Millionen ihrer IPv4-Adressen „überschüssig“ seien und verkauft werden könnten, ohne den aktuellen oder zukünftigen Bedarf zu beeinträchtigen, da sie auch 20 Quintillionen IPv6-Adressen besitzt. (Eine Quintillion ist die Zahl Eins, gefolgt von 30 Nullen).

Darüber hinaus werden mit zunehmender Verbreitung mehr Unternehmen damit beginnen, für die Nutzung von IPv4-Adressen Gebühren zu erheben, während sie IPv6-Dienste kostenlos anbieten. Der in Großbritannien ansässige ISP Mythic Beasts sagt: „IPv6-Konnektivität gehört zum Standard“, während „IPv4-Konnektivität ein optionales Extra ist“.

Wann wird IPv4 „abgeschaltet“?

Den meisten Menschen auf der Welt sind zwischen 2011 und 2018 die neuen IPv4-Adressen „ausgegangen“ – aber sie werden uns nicht ganz ausgehen, da IPv4-Adressen verkauft und (wie bereits erwähnt) wiederverwendet und alle übrig gebliebenen Adressen für IPv6-Übergänge verwendet werden.

Es gibt kein offizielles Abschaltdatum, also sollten die Menschen nicht besorgt sein, dass ihr Internetzugang eines Tages plötzlich wegfällt. Da immer mehr Netzwerke umgestellt werden, immer mehr Inhaltsseiten IPv6 unterstützen und immer mehr Endnutzer ihre Ausrüstung für IPv6-Fähigkeiten aufrüsten, wird sich die Welt langsam von IPv4 entfernen.

Warum gibt es kein IPv5?

Es gab ein IPv5, das auch als Internet Stream Protocol bekannt war, einfach abgekürzt als ST. Es wurde für verbindungsorientierte Kommunikation über IP-Netzwerke mit der Absicht entwickelt, Sprache und Video zu unterstützen.

Bei dieser Aufgabe war es erfolgreich und wurde experimentell eingesetzt. Ein Manko, das seinen populären Gebrauch untergrub, war sein 32-Bit-Adressschema – das gleiche Schema, das auch von IPv4 verwendet wurde. Infolgedessen hatte es das gleiche Problem wie IPv4 – eine begrenzte Anzahl möglicher IP-Adressen. Dies führte zur Entwicklung und schließlich zur Einführung von IPv6. Obwohl IPv5 nie öffentlich angenommen wurde, hatte es den Namen IPv5 aufgebraucht.

*Keith Shaw und Josh Fruhlinger schreiben unter anderem für Networkwold.com.


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