Was ist eine IP-Adresse?

Das Internet Protocol (IP) ist eines der wichtigsten Kommunikationsprotokolle der Internet Protocol Suite (IPS). Es dient hauptsächlich der Adressierung und Weiterleitung von Datenpaketen zwischen Netzwerkgeräten (wie Computern, Ethernet-Switches oder einem einzelnen Netzwerk bzw. mehreren miteinander verbundenen Netzwerken) und der Weiterleitung von einem Netzwerk zum anderen. Derzeit gibt es zwei Versionen des IP-Protokolls: IPv4 und IPv6. Viele Menschen sind mit diesen beiden Versionen und insbesondere den Unterschieden zwischen ihnen nicht vertraut. Dieser Artikel bietet eine detaillierte Einführung in IPv4 und IPv6 und hilft Ihnen, fundierte Entscheidungen bei der Auswahl Ihrer Netzwerkgeräte zu treffen.

Was ist IPv4?

IPv4, die vierte Version des Internetprotokolls, ist der in Computernetzwerken verwendete Mechanismus zur Datagrammübertragung. Es war das erste weit verbreitete IP-Protokoll. Jedem mit dem Internet verbundenen Gerät (Switch, PC oder anderes Gerät) wird eine eindeutige IP-Adresse zugewiesen, z. B. 192.149.252.76, wie in der folgenden Abbildung dargestellt. IPv4 verwendet 32-Bit-Adressen (4 Byte), die Platz für etwa 4,3 Milliarden Adressen bieten. Da jedoch immer mehr Nutzer auf das Internet zugreifen, war der globale IPv4-Adressraum im November 2019 vollständig erschöpft. Dies ist einer der Gründe, warum die Internet Engineering Task Force (IEIF) später IPv6 vorschlug.

Was ist IPv6?

IPv6, die sechste Version des Internetprotokolls, die vom Internet Information and Communications Technology (IEIF) vorgeschlagen wurde, ist das Protokoll der nächsten Generation, das IPv4 ersetzen soll. Seine Einführung behebt nicht nur den Mangel an Netzwerkadressressourcen, sondern überwindet auch die Barrieren, die den Internetzugang für verschiedene Geräte behindern. IPv6-Adressen sind 128 Bit lang und unterstützen über 340 Billionen Adressen. Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, ist 3ffe:1900:fe21:4545:0000:0000:0000:0000 eine IPv6-Adresse. IPv6-Adressen werden typischerweise in acht Gruppen von vier Hexadezimalzahlen unterteilt, die durch Doppelpunkte getrennt sind.

Was ist der Unterschied zwischen IPv4 und IPv6?

Obwohl sowohl IPv4 als auch IPv6 zur Identifizierung der Adressen von mit dem Internet verbundenen Geräten verwendet werden und ihre Prinzipien identisch sind, funktionieren sie unterschiedlich. Worin bestehen also die Unterschiede zwischen IPv4 und IPv6 ? Die Antwort finden Sie in den folgenden Abschnitten.

Leistung

Im Vergleich zu IPv4 erhöht IPv6 die Adresslänge von 32 auf 128 Bit und unterstützt so ein breiteres Spektrum an Adressanforderungen. Branchenexperten gehen sogar davon aus, dass es pro Quadratmeter Erde 10^26 IPv6-Adressen gibt. Dies deutet darauf hin, dass in absehbarer Zukunft keine Erschöpfung der IP-Adressen eintreten wird. Darüber hinaus werden IPv6-Adressen mit einer hierarchischen Struktur ähnlich CIDR kodiert, was das Routing vereinfacht und beschleunigt.

IP-Header

IPv4 hat eine variable Länge von 20 bis 60 Byte, abhängig von den bereitgestellten IP-Optionen. IPv6 hingegen hat eine feste Länge von 40 Byte, was zu einem einfacheren Header als IPv4 führt. Während der IPv4-Header verschiedene Optionen enthalten kann, fehlen dem IPv6-Header diese. Stattdessen wird ein optionaler Erweiterungsheader hinzugefügt (einschließlich Hop-by-Hop-Erweiterungen, Routing, Fragmentierung und Zielinformationen), wodurch der Paketverarbeitungsaufwand und die Header-Bandbreite deutlich reduziert werden.

Cybersicherheit

Für IPv4 ist das Internet Security Protocol (IPsec) optional, aber nicht unbedingt kostenlos und erfordert manchmal kostenpflichtigen Support. Für IPv6 ist IPsec jedoch obligatorisch. Darüber hinaus sind in IPv6 auch Funktionen wie Authentifizierung, Datenintegrität und Vertraulichkeit integriert. Dies zeigt, dass IPv6 sicherer ist als IPv4.

Anwendungsbereiche

Wie die folgende Abbildung zeigt, war der Anteil der Nutzer, die von 2009 bis 2019 über IPv6 auf Google zugegriffen haben, gering, und das Wachstum von IPv6 verlief in der Anfangsphase langsam. Woran liegt das? Was genau ist der Grund dafür, dass IPv6 weniger weit verbreitet ist als IPv4? Erstens wurde IPv4 vor IPv6 eingeführt und hatte daher einen Vorsprung auf dem Markt, während die IPv6-Einführung ein langer, schrittweiser Prozess ist. Zweitens traten in den frühen Phasen der IPv6-Einführung aufgrund der Unreife viele Probleme auf, wie z. B. Inkompatibilität mit der bestehenden Infrastruktur und Schwierigkeiten beim Übergang von IPv4 zu IPv6.

In den meisten praktischen Anwendungen werden IPv6 und IPv4 getrennt verwendet. Tunneltechnologie ermöglicht es jedoch, IPv6 und IPv4 miteinander zu verbinden. In einem Tunnel zwischen IPv6- und IPv4-Netzwerken kann ein Router IPv6-Pakete in IPv4-Pakete kapseln. Wenn die gekapselten IPv4-Pakete das IPv4-Netzwerk (am Tunnelausgang) verlassen, werden die IPv6-Pakete entfernt und an den Zielknoten weitergeleitet. Wichtig ist, dass die Zielknoten beider Tunnel sowohl IPv4- als auch IPv6-Protokolle unterstützen müssen.

Die Unterschiede zwischen IPv4 und IPv6 sind wie folgt:

Zusammenfassen

Wie wir oben gesehen haben, erweitert IPv6 nicht nur den Adressraum und stellt Hunderte von Billionen Adressen bereit, um den Bedarf des Internets auf absehbare Zeit zu decken, sondern vereinfacht auch die Netzwerkkonfiguration und senkt die Kosten. Daher ist der globale Übergang von IPv4 zu IPv6 unvermeidlich. Dies bedeutet jedoch nicht, dass IPv4 ersetzt wird.