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| == Beschreibung == | | == Beschreibung == |
| [[File:ipv6Layer.png|mini|400px]] | | <div class="float""> |
| ; Verfahren zur Übertragung von Daten in paketvermittelnden Rechnernetzen
| | {{:IPv6/Diagramm}} |
| * insbesondere dem Internet
| | </div> |
| * In diesen Netzen werden die Daten in Paketen versendet | | Nachfolger von [[IPv4]] |
| | * 1998 definiert |
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| ; Schichtenmodell
| | <noinclude> |
| * Steuerinformationen verschiedener Netzwerkprotokolle werden ineinander verschachtelt
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| * um die eigentlichen Nutzdaten herum übertragen werden
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| ; Von der Internet Engineering Task Force (IETF) seit 1998 standardisiert
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| * Früher auch Internet Protocol next Generation (IPnG) genannt
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| ; Protokoll der Vermittlungsschicht
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| * im Rahmen der Internetprotokollfamilie
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| * Schicht 3 des OSI-Modells
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| * Über Teilnetze hinweg gültige 128-Bit-Adressierung der beteiligten Netzwerkelemente
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| ** Rechner
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| ** Router
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| == Grundlagen ==
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| === Wozu dient IP (Internet Protokoll)? ===
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| [[File:osiLayer3.png|mini|400px]]
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| OSI-Schichtenmodell
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| * Systematisierung der Kommunikation
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| im Internet
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| Application Layer
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| Aufgaben von IPv4 / IPv6
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| * Protokoll der Netzwerkschicht Presentation Layer
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| * Transport von Daten
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| * Wegefindung Session Layer
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| * Global eindeutige Adressierung
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| Transport Layer
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| Network Layer
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| Link Layer
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| Physical Layer
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| === Datenfluss im DoD-Modell ===
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| [[File:datenflussDodModell.png|700px|Datenfluss im DoD-Modell]]
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| === Bestandteile eines Ethernet-Frames (OSI 2) ===
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| [[File:ethernetFrame01.png|600px|Bestandteile eines Ethernet-Frames (OSI 2)]]
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| === Encapsulation ===
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| ; ISO/OSI-Referenzmodell
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| ; Protokolle sind ineinander geschachtelt
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| * eine Schicht n nimmt Dienste der Schicht n-1 in Anspruch
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| * stellt der Schicht n+1 Dienste bereit
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| ; Encapsulation
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| [[File:encapsulation01.png|600px]]
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| === OSI-Referenzmodell vs. DoD-Modell ===
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| [[File:osiDod.png|600px|OSI-Referenzmodell vs. DoD-Modell]]
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| === Teilnetze ===
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| * Schicht 1 und 2 des OSI-Modells
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| * Durch die virtuelle Adressierung mit IP können die Unterschiede verschiedener physikalischer Netze abstrahiert werden
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| ** Protokollen, Adressen, ...
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| ** administrative Gegebenheiten
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| ;Routing
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| * Regelt unter Verwendung der IP-Adressen den Vorgang der Paketweiterleitung zwischen Teilnetzen (Routing)
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| === Migration ===
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| * Im Internet soll IPv6 in den nächsten Jahren die gegenwärtig noch überwiegend genutzte
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| Version 4 des Internet Protocols ablösen
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| * Da es eine deutlich größere Zahl möglicher Adressen bietet, die bei IPv4 zu erschöpfen drohen.
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| ;Kritiker befürchten
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| * ein Zurückdrängen der Anonymität im Internet
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| * durch die nun mögliche zeitlich stabilere und weiter reichende öffentliche Adressierung
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| ; Befürworter bemängeln
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| * die zögerliche Einführung von IPv6 angesichts der ausgelaufenen IPv4-Adressvergabe
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| in Asien, Ozeanien und Europa.
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| === IPv5 ===
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| ; Ein Protokoll mit dem Namen IPv5 gibt es nicht
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| * Die IANA hat die IP-Versionsnummer 5 für das Internet Stream Protocol Version 2 reserviert
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| ** ST2, definiert in RFC 1819
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| * Gegenüber IPv4 sollte es verbesserte Echtzeitfähigkeiten haben
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| * Die Entwicklung wurde aus Kosten-Nutzen-Erwägungen zugunsten von IPv6 und RSVP eingestellt
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| * Resource Reservation Protokoll (QoS)
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| == Begriffe ==
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| [[IPv6/Begriffe]]
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| == Motivation ==
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| [[IPv6/Motivation]]
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| == Neue Funktionen ==
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| [[IPv6/Funktionen]]
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| == Verbreitung und Projekte ==
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| [[IPv6/Verbreitung]]
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| == Anhang == | | == Anhang == |
| === Siehe auch === | | === Siehe auch === |
| {{Special:PrefixIndex/{{BASEPAGENAME}}}}
| | <div style="column-count:2"> |
| ==== Sicherheit ==== | | <categorytree hideroot=on mode="all">IPv6/Grundlagen</categorytree> |
| ==== Dokumentation ====
| | </div> |
| | ---- |
| | <div style="column-count:2"> |
| | <categorytree hideroot=on mode="all">IPv6</categorytree> |
| | </div> |
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| | === Dokumentation === |
| ===== RFC ===== | | ===== RFC ===== |
| ===== Man-Pages ===== | | {| class="wikitable options big col1center" |
| ===== Info-Pages =====
| | |- |
| ==== Links ====
| | ! RFC !! Titel !! Jahr !! Staus |
| ===== Projekt =====
| | |- |
| ===== Weblinks =====
| | | [https://www.rfc-editor.org/info/rfc2460 2460] || Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification || 1998 || Ersetzt durch: RFC 8200 |
| | |- |
| | | [https://www.rfc-editor.org/info/rfc8200 8200] || Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification || 2017 || Updated by: RFC 9673 |
| | |- |
| | | [https://www.rfc-editor.org/info/rfc9673 9673] || IPv6 Hop-by-Hop Options Processing Procedures || 2024 || [[Proposed Standard]] |
| | |} |
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| | === Links === |
| | ==== Projekt ==== |
| | ==== Weblinks ==== |
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| = TMP =
| | [[Kategorie:IPv6]] |
| === Was ist IPv6? ===
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| IPv6 ist ein neues Schicht 3 Vermittlungsprotokoll und es wird IPv4 (auch als IP bekannt) ablösen. IPv4 wurde vor langer Zeit entworfen (<nowiki>RFC 760</nowiki> / Internet Protocol vom Januar 1980). Seitdem wurden viele Adressen vergeben und Erweiterungen angeregt. Die aktuelle RFC ist <nowiki>RFC 2460</nowiki> / Internet Protocol Version 6 Specification. Hauptänderungen in IPv6 sind das neue Design des Headers sowie die Erweiterung der Adresslänge von 32 bits auf 128 bits. Die Schicht 3 ist für den Transport der Pakete von Endpunkt-zu-Endpunkt mittels adressbasierten Paket-Routings zuständig, und wie bei IPv4 müssen bei IPv6 die Adressen (Quell- und Zieladresse) inkludiert sein.
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| Für weitere Informationen zur IPv6 Geschichte siehe die älteren RFCs z.B. SWITCH IPv6 Pilot / References.
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| === Geschichte von IPv6 & Linux ===
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| Die Jahre 1992, 1993 und 1994 der allgemeinen IPv6 Geschichte können Sie in folgendem Dokument nachlesen: IPv6 or IPng (IP next generation).
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| Zu erledigen: Bessere Chronologie, mehr Inhalt
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| ==== Anfang ====
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| Der erste IPv6 Netzwerk Code wurde dem Linux Kernel 2.1.8 im November 1996 durch Pedro Roque hinzugefügt. Er basierte auf dem BSD API:
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| Diese Zeilen entstammen dem patch-2.1.8 (die E-Mail-Adresse wurde hier beim Copy & Paste absichtlich gelöscht).
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| ==== 2.2.2. Übergangszeit ====
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| Aufgrund fehlender Arbeitskraft konnte die IPv6-Kernel-Implementierung nicht mit den Drafts oder neu freigegebenen RFCs Schritt halten. Im Oktober 2000 wurde in Japan das USAGI Projekt gestartet. Das Ziel war, die fehlende bzw. bereits veraltete IPv6 Funktionalität in Linux zu implementieren. Dabei richtete man sich nach der aktuellen FreeBSD Implementierung von IPv6, die durch das KAME project umgesetzt wurde. Von Zeit zu Zeit wurden im Vergleich zu den aktuellen Standard Linux-Kernel-Quellen ein Auszug erstellt.
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| Bis zum Start der Entwicklungs-Kernel Serie 2.5.x, der USAGI Patch war so groß, das er von den Linux-Netzwerkcode-Maintainers nicht komplett für die Einbindung in die Produktions-Kernel Serie 2.4.x eingebunden werden konnte.
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| Während der Entwicklung in der Serie 2.5.x hat USAGI versucht, so viel wie möglich ihrer Erweiterungen darin zu integrieren.
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| ==== Heute ====
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| Viele der von USAGI und anderen lang entwickelten IPv6-bezogenen Patches sind bereits in der Vanilla Kernel Serie 2.6.x integriert.
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| ==== Zukunft ====
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| USAGI und andere arbeiten weiterhin an der Implementierung von neuen Features wie Mobility und anderen. Von Zeit zu Zeit werden neue Erweiterungs-Patches veröffentlicht, wie auch die Integration in die Vanilla Kernel Serie 2.6.x vorangetrieben.
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| === Wie sehen IPv6 Adressen aus? ===
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| Wie gesagt, IPv6 Adressen sind 128 bit lang. Diese bit-Anzahl kann sehr hohe dezimale Zahlen mit bis zu 39 Ziffern ergeben:
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| Solche Zahlen sind nicht wirklich Adressen, die auswendig gelernt werden können. Die IPv6 Adressdarstellung ist bitweise orientiert (wie bei IPv4, aber das wird nicht oft bedacht). Eine bessere Schreibweise ist deshalb die hexadezimale Darstellung. Dabei werden 4 bits (auch ”nibble” genannt) durch die Zeichen 0-9 und a-f (10-15) dargestellt, wodurch die Länge auf 32 Zeichen reduziert wird.
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| Diese Darstellung ist ebenfalls nicht sehr angenehm (mögliche Verwechslung oder Verlust einzelner hexadezimaler Ziffern), so dass die IPv6 Designer das hexadezimales Format mit einem Doppelpunkt als Trennzeichen nach jedem 16 bit Block erweiterten. Ferner wird das führende ”0x” (ein in Programmiersprachen verwendetes Identifizierungsmerkmal für hexadezimale Werte) entfernt:
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| Eine gültige Adresse (s.u. Adress-Typen) ist z.B.:
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| Der Vereinfachung halber können führende Nullen jedes 16 bit-Blocks weggelassen werden:
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| Eine Sequenz von 16 bit-Blöcken, die nur Nullen enthaltet, kann durch ein “::“ ersetzt werden. Diese Komprimierung kann aber nicht öfters als einmal durchgeführt werden
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| Die höchstmögliche Reduktion sieht man bei der IPv6 Localhost Adresse:
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| Es gibt auch eine so genannte ''kompakte'' Darstellung (base 85 codiert) <nowiki>RFC 1924</nowiki> / A Compact Representation of IPv6 Addresses (publiziert am 1. April 1996). Diese Notation wurde allerdings nie in der Praxis gesehen und ist wahrscheinlich ein Aprilscherz. Ein Beispiel:
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| <blockquote>Info: ''ipv6calc'' ist ein IPv6 Adressen-Format-Umrechner und Konvertierungsprogramm und ist hier zu finden: ipv6calc homepage (Mirror)</blockquote>
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| === FAQ (Grundlagen) ===
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| ==== Warum wird der Nachfolger von IPv4 nun IPv6 und nicht IPv5 genannt? ====
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| In jedem IP-Header werden die ersten 4 Bits für die Protokollversion reserviert. So sind theoretisch die Protokollnummern 0 bis 15 möglich:
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| * 4: Wird schon für IPv4 verwendet
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| * 5: Ist für das Stream Protocol (STP, <nowiki>RFC 1819</nowiki> / Internet Stream Protocol Version 2) reserviert (das aber nie den Weg in die Öffentlichkeit fand)
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| So war die nächste freie Zahl 6. IPv6 war geboren!
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| ==== IPv6 Adressen: Warum ist die Anzahl der Bits so groß? ====
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| Bei der Entwicklung von IPv4 dachte man, dass 32 Bits für die Welt ausreichend wären. Blickt man zurück, so waren bis heute 32 bits ausreichend. Vielleicht ist dies auch noch für ein paar Jahre so. Jedoch werden 32 bits nicht ausreichen, um in der Zukunft jedes Netzwerkgerät mit einer globalen Adresse ausstatten zu können. Denken Sie an Mobiltelefone, Autos (mit elektronischen Geräten an einem CAN Bus), Toaster, Kühlschränken, Lichtschalter usw.
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| Die IPv6 Designer haben 128 Bit gewählt, 4-mal mehr als im heutigen IPv4.
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| Aber die benutzbare Größe ist kleiner als es erscheinen mag, da in dem gegenwärtig definierten Adress-Schema 64 Bits für die Schnittstellen-Identifizierung verwendet werden. Die zweiten 64 Bit werden für das Routing verwendet. Die derzeitigen Aggregation-Levels (= Größe der zugeteilten IP-Blöcke) vorausgesetzt (/48, /32,...), ist eine Verknappung der Adressen weiterhin denkbar. Aber mit Sicherheit nicht in naher Zukunft.
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| Weitere Informationen finden Sie unter <nowiki>RFC 1715</nowiki> / The H Ratio for Address Assignment Efficiency und <nowiki>RFC 3194</nowiki> / The Host-Density Ratio for Address Assignment Efficiency.
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| ==== IPv6 Adressen: Warum ist die Bit-Anzahl bei einem neuen Design so klein? ====
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| Es gibt (wahrscheinlich) eine Gruppe (bekannt ist nur Jim Fleming...) von Personen am Internet, die über IPv8 und IPv16 nachdenken. Für diese Designs gibt es aber keine hohe Akzeptanz und auch keine Kernel-Implementierungen. 128 bits sind die beste Wahl bezogen auf Header-Overhead und dem Datentransport. Denken Sie an die minimalste Maximum Transfer Unit (MTU) in IPv4 (575 octets) und in IPv6 (1280 octets), die Header-Länge in IPv4 (20 octets Minimum, kann bis zu 60 octets mit IPv4 Optionen ansteigen) und in IPv6 sind es 40 octets (fixer Wert). Dies ist 3.4 % der minimalen MTU in IPv4 und 3.1 % der minimalen MTU in IPv6. Dies bedeutet, dass der Overhead beim Header fast identisch ist. Mehr bits für die Adressierung würden größere Header und deshalb mehr Overhead erfordern. Bedenken Sie auch die maximale MTU von 1500 octets (in speziellen Fällen bei Jumbo-Paketen bis zu 9k octets) bei normalen Verbindungen (z.B. Ethernet). Letztlich wäre es kein korrektes Design, wenn 10 % oder 20 % der transportierten Daten in einem Schicht 3-Paket für Adressen und nicht für die ”Nutzlast” benötigt würden.
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| [[Kategorie:IPv6]]
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