IPv6

IPv6, das Internet Protocol Version 6, (auch IPnG, Internet Protocol Next Generation) ist der Nachfolger des gegenwärtig im Internet noch überwiegend verwendeten Internet Protocol in der Version 4. Beide Protokolle sind Standards für die Netzwerkschicht des OSI-Modells und regeln die Adressierung und das Routing von Datenpaketen durch ein Netzwerk.

Das alte IPv4 bietet einen Adressraum von etwas über vier Milliarden IP-Adressen, mit denen Computer und andere Geräte angesprochen werden können. In den Anfangstagen des Internet, als es nur wenige Rechner gab, die eine IP-Adresse brauchten, galt dies als weit mehr als ausreichend. Kaum jemand konnte sich vorstellen, dass überhaupt jemals so viele Rechner zu einem einzigen Netzwerk zusammengeschlossen würden und es somit im vorgegebenen Adressraum eng werden könnte.

Viele der theoretisch vier Milliarden IP-Adressen jedoch sind in der Praxis nicht nutzbar, da sie Sonderaufgaben dienen (z. B. Multicast) oder zu großen Teilnetzen (Subnetzen) gehören: Den ersten großen Teilnehmern am Internet wurden riesige Adressbereiche (so genannte Class-A-Netze) mit je 16,8 Millionen Adressen zugeteilt, die diese Organisationen bis heute behalten haben, ohne sie jemals voll ausnutzen zu können. Die Nordamerikaner (und teilweise die Europäer) teilten die relativ wenigen großen Adressbereiche unter sich auf, während die Internet-Späteinsteiger wie Südamerika, aber vor allem Asien, zunächst außen vor blieben.

Als Resultat herrscht besonders im zukünftigen IT-Wachstumsmarkt Asiens heute eine Adressenknappheit, der man mit Notlösungen wie PAT (Port Address Translation = NAT Overloading), Lockerung der festen Netzklassen-Unterteilung durch CIDR (Classless Inter-Domain Routing), normalem NAT oder dynamischer Vergabe von Adressen begegnen muss.

Aufgrund des Wachstums und der Wichtigkeit des Internet konnte dies kein Dauerzustand bleiben. Auch ist abzusehen, dass in den nächsten Jahren durch neue technische Innovationen (beispielsweise Mobiltelefone mit Internet-Anschluss, bald wohl auch Autos und Elektrogeräte in Privathaushalten) der Bedarf an Adressen auch im Rest der Welt ansteigen wird.

Hauptsächlich wegen der Adressknappheit, aber auch, um einige der Probleme zu lösen, die sich im Zuge der großräumigen Verwendung von IPv4 gezeigt hatten, begann man 1995 mit den Arbeiten an IPv6 (die ersten RFCs entstanden 1983 ff.). Die folgende Liste gibt einen Überblick über die wesentlichen neuen Eigenschaften von IPv6. Einige Punkte werden weiter unten näher erklärt:

* Vergrößerung des Adressraums von 232 (=4.294.967.296 ≈4,3 Milliarden) Adressen bei IPv4 auf 2128 (=340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 ≈340 Sextillionen) Adressen bei IPv6
* Autokonfiguration von IPv6-Adressen (stateless), DHCP (stateful) für IPv6 damit in der Regel überflüssig
* Mobile IP und vereinfachte Umnummerierung („Renumbering“)
* Dienste wie IPSec, QoS und Multicast „serienmäßig“
* Vereinfachung und Verbesserung der Protokollrahmen (Kopfdaten). Dies ist insbesondere wichtig für Router.

Eine IPv6-Adresse ist 128 Bit lang (IPv4: 32 Bit). Damit gibt es etwa 3,4 × 1038 (340,28 Sextillionen) IPv6-Adressen. Zum Vergleich: Für jeden Quadratmillimeter Erdoberfläche könnten ca. 667 Billiarden IPv6-Adressen (6,67 × 1017) bereitgestellt werden (bei einem angenommenen Erdradius von 6373 km), während auf einen Quadratkilometer Erdoberfläche gerade mal 8,4 Adressen im IPv4-Format entfallen (Visualisierung).

IPv6-Adressen werden nicht in dezimaler (zum Beispiel 80.130.234.185), sondern in hexadezimaler Notation mit Doppelpunkten geschrieben, die die Adresse in acht Blöcke mit einer Länge von jeweils 16 Bit unterteilen. Beispiel einer IPv6-Adresse: 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344

Eine oder mehrere 16-Bit-Gruppen mit dem Wert 0000 können durch zwei aufeinanderfolgende Doppelpunkte ersetzt werden. Die resultierende Adresse darf höchstens einmal zwei aufeinander folgende Doppelpunkte enthalten. 2001:0db8::1428:57ab ist gleichbedeutend mit 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab, aber 2001::25de::cade ist nicht korrekt, da nicht nachvollzogen werden kann, wie viele 16-Bit-Gruppen durch die zwei Doppelpunkte jeweils ersetzt wurden. Führende Nullen einer 16-Bit-Gruppe dürfen ausgelassen werden, 2001:db8::28:b ist gleichbedeutend mit 2001:0db8::0028:000b. Im Extremfall können sämtliche Adressteile entfallen ::, was 0:0:0:0:0:0:0:0 entspricht.

Adressbereiche werden bei IPv6 durch Präfixe angegeben. Dazu wird die Präfixlänge (Anzahl der „gültigen“ Bits) als Dezimalzahl mit vorangehendem „/“ an die IPv6-Adresse angehängt. Subnetze werden als Adressbereiche ebenfalls durch den Präfix bestimmt. Netzmasken, wie sie bei IPv4 verwendet wurden, gibt es bei IPv6 nicht mehr, stattdessen wird eine ähnliche Notation wie beim IPv4-CIDR verwendet.

Die ersten 64 Bit der IPv6-Adresse dienen üblicherweise der Netzadressierung, die letzten 64 Bit werden zur Host-Adressierung verwendet. Beispiel: hat ein Netzwerkgerät die IPv6-Adresse 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344

so stammt es aus dem Subnetz 2001:0db8:85a3:08d3::/64

das mit den ersten 64 Bit seiner Adresse identifiziert wird. Analog gehört das Subnetz 2001:0db8:85a3:08d3::/64 hierarchisch zum Subnetz mit dem kürzeren Präfix 2001:0db8:85a3::/48.

In einer URL wird die IPv6-Adresse in eckigen Klammern eingeschlossen. Beispiel einer korrekten URL: http://[2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344]/

Diese Notation verhindert die fälschliche Interpretation von Portnummern als Teil der IPv6-Adresse: https://[2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344]:443/

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