Verstehen von IPv4 vs. IPv6

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Das Internet hat sich in den letzten zehn Jahren rasant entwickelt, und die Zahl der internetfähigen Geräte nimmt weiter zu. Aus diesem Grund mussten sich die Internetprotokolle (IP) ändern und anpassen, um den neuen Anforderungen gerecht zu werden. Während IPv4 als Mainstream-IP begann und immer noch weltweit verwendet wird, ist IPv6 ein neues und potenziell verbessertes IP, das sich zunehmend auf allen Plattformen durchsetzt. 

Das Verständnis der Unterschiede zwischen IPv4 und IPv6 kann Ihnen helfen, das Internet und seine Funktionen im Alltag besser zu verstehen. In diesem Artikel untersuchen wir, was jede Version einzigartig macht, warum der Übergang von IPv4 zu IPv6 erfolgt und welche Vor- und Nachteile mit den jeweiligen Versionen verbunden sind. 

Was ist ein Internetprotokoll?

Das Internetprotokoll (IP) ist ein Satz von Regeln und Konventionen für das Senden und Empfangen von Datenpaketen über Netzwerke, einschließlich des Internets. Es dient als grundlegendes Kommunikationsprotokoll in der Internet-Protokoll-Suite und legt die Grundeinheit der Datenübertragung als „Pakete" fest. Das Internetprotokoll adressiert und leitet diese Pakete weiter, damit sie ihr Ziel innerhalb des Netzsystems erreichen.

IP funktioniert auf der Netzwerkschicht des OSI-Modells (Open Systems Interconnection) und bietet eine Identifizierung für jedes Gerät.

Bestandteile von IP

Im Zusammenhang mit Internetprotokollen werden häufig die folgenden Komponenten genannt. 

• IP-Adresse: IP-Adressen sind für jedes mit dem Internet verbundene Gerät oder jede mit dem Internet verbundene Gruppe von Geräten individuell. Diese Adresse kann entweder statisch (permanent) oder dynamisch (temporär) sein, abhängig von der Netzwerkkonfiguration.

• Datenpaket: Kleinere Datenpakete werden zur effizienteren Weiterleitung und Übertragung als Pakete behandelt.

• Weiterleitung: Die IP-Adresse ermöglicht die korrekte Weiterleitung von Paketen an ihr Endziel.

• Verbindungslos: IP ist ein verbindungsloses Protokoll, d. h., es stellt keine dedizierte Ende-zu-Ende-Verbindung in der Verbindung her. Jedes Paket ist eine unabhängige Einheit.

Was ist IPv4?

IPv4 (Internetprotokoll Version 4) ist die vierte Version des Internetprotokolls, das zur Identifizierung von Geräten in einem Netz verwendet wird, indem ihnen Adressen zugewiesen werden. Es war das erste weitverbreitete Internetprotokoll, das mit dem Aufkommen der mit dem Internet verbundenen Geräte in den späten 1900er-Jahreneingeführt wurde. IPv4 nutzt ein numerisches 32-Bit-Adressformat, das 4,3 Milliarden eindeutige IP-Adressen ermöglicht. Aufgrund der wachsenden Anzahl internetfähiger Geräte sind die verfügbaren IPv4-Adressen jedoch knapp geworden, was zu einem Mangel an neuen IP-Adressen führte.

Vorteile von IPv4

• Einfacher und leichter Zugang zu Internet-Systemen

• Kompatibel mit der Mehrzahl der Websites

• Weithin bekannte Technologie

• Einfacher Einsatz

Nachteile von IPv4

• Begrenzte Anzahl von eindeutigen IP-Adressen

• Begrenzte Skalierbarkeit

• Begrenzt verfügbare IP-Adressen im Ausland

• Mangel an inhärenten Internet-Sicherheitsmaßnahmen

Was ist IPv6?

IPv6 (Internet Protocol Version 6) ist eine Weiterentwicklung von IPv4 und bietet 128-Bit-IP-Adressen. Mit fast 340 Undezillionen (3,4 x 10^38) eindeutigen Adressen löst IPv6 das Problem der Adressenknappheit. Im Vergleich zu seinem Vorgänger bietet IPv6 außerdem Verbesserungen in den Bereichen Routing, Netzwerkkonfiguration und Sicherheit. Das Protokoll ist effizienter und eignet sich daher besser für die moderne Internetlandschaft, in der unzählige IoT-Geräte und anspruchsvolle Dienste wie Streaming und Cloud Computing üblich sind.

Vorteile von IPv6

• Größere Anzahl von IP-Adressen

• Automatische zustandslose Adressenkonfiguration

• Bessere Leistung außerhalb der USA

• Eine routingfähige IP-Adresse kann ein ganzes Netzwerk repräsentieren

• Leichtere Nutzung von DHCPv6

Nachteile von IPv6

• Nicht universell unterstützt

• Die Adressen sind länger

Warum wird auf IPv6 umgestellt?

Die Umstellung von IPv4 auf IPv6 begann wegen der Begrenzung der verfügbaren IPv4-Adressen. Bei der Einführung von IPv4 standen fast 4,3 Milliarden Adressen zur Verfügung, so dass der Vorrat an verfügbaren Adressen scheinbar unbegrenzt war. Durch den explosionsartigen Anstieg der Internetnutzung und der Anzahl angeschlossener Geräte nahm die Verfügbarkeit von IP-Adressen rapide ab, bis sie 2012 erschöpft war. 

Um diese Lücke zu schließen, wurden Techniken wie Network Address Translation (NAT) entwickelt, mit denen sich mehrere Geräte eine einzige IP-Adresse teilen können. Das bedeutet, dass jedes Gerät in Ihrem Haus oder in einem privaten Netzwerk eine einzige IP-Adresse haben konnte. NAT schaffte zwar vorübergehend Abhilfe, führte aber auch zu komplexen Problemen, die sich auf die End-to-End-Konnektivität auswirken.

IPv6 bietet nicht nur einen weitaus größeren Adressraum, sondern auch eine Reihe anderer Vorteile. Zunächst einmal vereinfacht IPv6 das Routing, was zu einem effizienteren Internet führen könnte. Das Protokoll verfügt auch über integrierte Sicherheitsfunktionen, die bei IPv4 nicht erforderlich waren. Ferner kann IPv6 größere Datenmengen verarbeiten, was die Gesamtleistung der Netzkommunikation verbessert.

Wie schnell wird sich IPv6 durchsetzen?

Während viele große Online-Plattformen wie Google, Facebook und YouTube bereits vollständig auf IPv6 umgestellt haben, ist die Einführung in den verschiedenen Sektoren uneinheitlich. Viele Unternehmen haben die Umstellung aufgrund der Kosten und der mit der Aktualisierung der bestehenden Netzwerkinfrastruktur verbundenen Netzwerkänderungen nur langsam vollzogen. Infolgedessen unterstützen die meisten Internetdienstanbieter (ISPs) und Mobilfunkbetreiber derzeit sowohl IPv4 als auch IPv6 im Dual-Stack-Betrieb. Damit ist sichergestellt, dass sie sowohl ältere Geräte und Netze, die auf IPv4 angewiesen sind, als auch neuere, die IPv6 nutzen, bedienen können.

Die Zukunft von IPv6

Verschiedene Initiativen beschleunigen die Umstellung auf IPv6, darunter Auflagen von Regierungen und großen Organisationen. IPv4 wird jedoch nicht über Nacht verschwinden. Das Internet wird für einen absehbaren Zeitraum weiterhin beide Protokolle unterstützen. Da sich IPv6 immer weiter verbreitet, wird erwartet, dass es im Laufe der Zeit zunehmend an Bedeutung gewinnen wird. Dies wird es dem Internet ermöglichen, sich weiter zu erweitern und zu entwickeln. 

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