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Vorteile und Aufbau von IPv6-Adressen

Vorteile und Aufbau von IPv6-Adressen

Wie werden IPv6 Adressen gebildet und welche Vorteile haben IPv6 Adressen für die Nutzer?
IPv6 löst in den kommenden Jahren in einem fließenden Übergang die bisherigen IPv4 Adressen ab. Die Gründe dafür haben wir bereits in dem Beitrag IPv6 und das Internet der Dinge geschildert – hier soll es um die technischen Aspekte der Umstellung gehen. Kurz gesagt sind IPv4 Adressen sehr ineffizient, sind auf ca. 4 Mrd. Stück limitiert, bringen viel unnötigen Header-Overhead mit sich und sind Teil der NAT-Problematik. NAT beschreibt die Technik bzw. den Zustand, dass ein Router eine weltweit eindeutige IP Adresse für den Anschluss von vielen einzeln IP-Geräten (Smartphone, Kühlschrank, Telefonanlage…) verwenden muss. NAT erzeugt für alle angeschlossenen Device eine nur intern im lokalen Netzwerk gültige IP-Adresse. Genau dieser Zwang zu lokalen Netzwerken kann in Zukunft entfallen.

Kritikpunkte

Häufig wird von Seiten der Datenschützer kritisiert, dass ein User mit einer IPv6 Adresse durch die Datennetze verfolgt werden könne – was in der Theorie auch stimmt. Schließlich kann ein IP-fähiges Device aus dem Internet der Dinge für seine Lebenszeit mit einer einzigen IP-Adresse ausgestattet werden. Windows löst das Problem beispielsweise dadurch, dass für die externe Kommunikation immer eine eigene IPv6 Adresse hinterlegt wird, die ein Verfallsdatum von aktuell einem Tag besitzt und in keinerlei Verbindung mit der eigentlichen IP-Adresse des PCs steht.

Die Vorteile von IPv6

Die Vorteile von IPv6 liegen auf der Hand – ein größerer Adressraum, NAT wird (aufgrund des jetzt praktisch unlimitierten Adress-Reservoirs) unnötig und der Header wird vereinfacht. Der Vollständigkeit halber muss gesagt werden, dass NAT vor allem aus Gründen der Netzwerksicherheit natürlich immer noch eingesetzt werden kann.
Exkurs: Was ist NAT? NAT oder die Network Adress Translation wird dazu genutzt jedem Gerät in internen Netzen eine eigene IP-Adresse zuzuordnen und ist heute Bestandteil eines jeden Routers. Noch. Der bekannteste IP-Adressraum, der durch NAT erzeugt wird dürfte das 192.168.0.xxx Netz sein.
Durch IPv6 und das Wegfallen von NAT werden DHCP-Server in Zukunft ebenfalls unnötig werden – es sind ja genug Adressen vorhanden. Die Datenkommunikation zwischen verschiedenen Routern wird deutlich erleichtert; ohne Rücksicht auf Sicherheitsinteressen kann hier von Plug & Play-Netzwerken gesprochen werden.
Außerdem kann IPv6 auch spezielle Mobile IPs zur Verfügung stellen, IPSec ist schon von Geburt an Bestandteil des Protokolls – übrigens genau so wie QOS und Multicast. In Zukunft ist es damit möglich auf die Konfiguration von Netzwerken zu verzichten, die sogenannte Auto Configuration verrichtet quasi wie von Geisterhand ihr Werk. Für sicherheitsrelevante Netzwerke, wie z. B. ein Netzwerk in dem auch VoIP genutzt wird, gibt es dennoch die Möglichkeit einer Static-Configuration bzw. einer Konfiguration via DHCPv6, das im übrigen wie das bekannte DHCP in der IPv4-Welt funktioniert.
Einen Wehrmutstopfen gibt es allerding – IPv6 ist nicht ohne Weiteres kompatibel mit der IPv4-Welt. Hier sind dann Compiler oder Dual Stacks nötig, bei denen Einiges zu beachten ist. Die Frage lautet also: Wie kann eine IPv6 Adresse in eine IPv4 Adresse (oder umgekehrt) gewandelt werden? Dazu ist es nötig, die Bildung einer IPv6 Adresse zu betrachten.

Die Adresse – welche Bausteine haben welche Funktion?

Zuerst die Facts: Ein IPv6 Header bildet sich nach der Norm RFC 2460 und hat eine fixe Größe von 40 Bytes – davon sind 32 Bytes für die Adresse selber reserviert. Der Header wird damit auf das Wesentliche komprimiert und lässt sich so schneller verarbeiten. Spezielle sicherheitsrelevante Bestandteile eine Headers (IPSec, Mobile IPv6) werden dabei durch Extension Header gelöst.

IPv6 vs. IPv4. Die grau beschrifteten Bestandteile einer IPv4-Adresse werden in IPv6 überflüssig. Pic by Verona ULE, Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

Nun zu den IPv6-Adressen selber – sie bestehen aus 8 Blöcken, die jeweils 4 Hex-Ziffern enthalten. Um den Umgang mit diesen IP-Adressen auch im Alltag zu ermöglichen gibt es zudem einige Verkürzungsregeln, auf die in der Folge noch eingegangen wird. Insgesamt liegt die Zahl der verfügbaren Adressen damit bei 2128 oder 3 x 1038 (also eine Drei mit 38 Nullen! Das Ausschreiben haben wir uns an dieser Stelle gespart…) – damit ließe sich jedes Sandkorn der Erde mehrfach adressieren.
Eine IPv6 Adresse kann dabei auf drei verschiedene Weisen dargestellt werden:

  • Ungekürzt: 2001:0A60:F0A0:0000:0000:0000:0000:0001
  • Gekürzt: 2001:A60:F0A0::1
  • Als URL: http://[2001:A60:F0A0::1]:80

Übrigens: Die URL Schreibweise einer IPv6 Adresse findet sich unter anderem im HTTP- als auch im SIP-Protokoll wieder – nicht ganz unwichtig bei der Konzeption von VoIP-Telefonanlagen.

Verkürzungregeln für IPv6 Adressen

Wie wir gesehen haben lassen sich die doch recht langen IPv6 Adressen recht einfach kürzen. Folgende Regeln gilt es bei der Verkürzung von IPv6 Adressen zu beachten:

  1. Führende Nullen können entfallen
  2. Genau eine Nuller-Blockfolge kann durch „::“ ersetzt werden
  3. Bei mehreren Nuller-Blockfolgen wird der längere verkürzt
  4. Bei gleich langen Nuller-Blockfolgen wird der erste verkürzt
  5. Das Verkürzen durch „::“ muss maximal erfolgen, d. h. alle aufeinanderfolgenden Nullerblöcke müssen gekürzt

Kurzer Praxistest: Verkürze folgende IPv6 Adresse: 2111:00AB:0000:0001:0000:0000:0000:1234 [die Lösung gibt’s am weiter unten in einem Kommentar]

Pic by Yuko Honda | Today's latte, World IPv6 Launch. | flickr | keine Änderungen vorgenommen | CC BY-SA 2.0
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8 Kommentare

  1. Auerswald
    26. Februar 2013 um 15:54

    Die Lösung: 2111:AB:0:1::1234


  2. Claas Langbehn
    26. Februar 2013 um 22:00

    Hallo Christian,

    müssen wir noch lange warten, bis die 5010/5020 VoIP endlich IPv6 sprechen?

    Viele Grüße
    Claas Langbehn


    • Auerswald
      27. Februar 2013 um 08:05

      Guten Morgen Claas,

      wir werden IPv6 in alle unsere Anlagen, bei denen es technisch möglich ist, einbauen. Was ich Dir jedenfalls Stand heute sagen kann – wir sind an der an der Integrierung von IPv6 in die Firmware für unsere Telefonanlagen dran :-)

      Beste Grüße, Christian


      • adb
        25. September 2013 um 10:52

        Hallo Christian,

        das ist schön zu lesen. Ich warte auch auf eine IPv6-Unterstützung der 5010/5020 VoIP, gibt es da schon Fortschritte?

        Viele Grüße,
        Andreas


        • Auerswald GmbH
          25. September 2013 um 11:12

          Hallo Andreas,

          leider haben unsere Voruntersuchungen gezeigt, das für die Anlagen der 50xx-Serien IPv6 nicht mehr implementierbar ist. Die Nachfolger werden IPv6 aber mit Sicherheit an Board haben. Aktuell bzw. in (sehr) naher Zukunft wird IPv6 Bestandteil des COMmander 6000-Systems sein. Das Update wird Ende des Monats ausgerollt.
          Auch wenn für die 5010/5020 eine schlechte Nachricht, so bitten wir Dich/Euch um Euer Verständnis – leider sprechen technische Gründe bei diesem Anlagentyp dagegen.

          Viele Grüße,
          Christian


  3. M. Myhltorh
    27. Februar 2013 um 08:55

    Wow, Auerswald entwickelt IPv6!


    • Walter
      21. Februar 2016 um 10:21

      Da erst gerade Erworbene 5020 VoIP nie mehr ipv6 fähig sein wird, kann man sie sofort wieder wegwerfen!!! (Wenn ein reinen ipv6 Anbieter (Glasfaser Deutschland) AVM zeigt mit den kleinen Fritzboxen wie es geht!!


      • Juliane Thor
        22. Februar 2016 um 09:39

        Hi Walter,

        die COMpact 5020 VoIP haben wir seit längerem abgekündigt. Unsere aktuellen Anlagen sind IPv6 fähig.

        Beste Grüße,
        Juliane


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