IPv6/Motivation: Unterschied zwischen den Versionen

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'''IPv6/Motivation''' - Gründe für ein neues Internet-Protokoll
'''IPv6/Motivation''' - Gründe für ein neues Internet-Protokoll


=== Beschreibung ===
== Beschreibung ==
=== Adressknappheit ===
; Durch das schnelle Wachstum des Internets er gibt sich das Problem, dass der Adressraum des IPv4-Protokolls annähernd erschöpft ist
* Eine IPv4-Adresse aus 32 Bit zumindest rein rechnerisch eine Anzahl von 4.294.967.296 Adressen ergibt
* Ein großer Teil dieser Adressen steht außerdem nicht zur Verfügung


* Allein durch die Tatsache, dass die komplette D-Klasse und die E-Klasse nicht zur Verfügung stehen, ergibt sich schon ein enormer Verlust
== Einschränkungen von IPv4 ==
* Außerdem müssen private Adressräume abgezogen werden, und der großzügige Umgang mit ganzen A-Klassen in den frühen Computertagen ist auch nicht zu vernachlässigen
=== Nutzbarkeit ===
 
* Adressraum
; IPv6-Adressen warten mit einer Länge von 128 Bit auf.
* QoS
 
* Security
Die Anzahl der möglichen Adressen, die sich daraus ergibt, macht genau:
* Mobiltätsunterstützung
340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456
* Effizienz
 
* Erweiterbarkeit des Protokolls
* Das sind also mehr als 340 Sextillionen.
* Man kann bei IPv6 wohl ohne Weiteres großzügig bei der Verteilung der Adressen vorgehen. Weil IPv6 ohne Subnetzmaske auskommt, werden auch schon gleich zu Anfang eine ganze Menge Adressen verbraucht
* Die Unterscheidung der Netze geschieht innerhalb der ersten 64 Bit
* Demzufolge sind also noch 64 Bit für Host-Adressen verfügbar (allerdings pro Netzwerk)
 
; Die Anzahl der möglichen Netze und Adressen pro Netzwerk ist somit identisch und liegt bei genau:
18.446.744.073.709.551.616
* Das sind mehr als 18 Trillionen und es könnte somit momentan jeder Mensch etwa 2,4 Milliarden eigene Netzwerke betreiben, ohne in einen Engpass bezüglich der IP-Adressen zu kommen
* Diese Zahlen sollten Ihnen nur eine kleine Vorstellung von den Dimensionen eines 128-Bit-Adressraums geben
 
==== 2010: ICANN schaltet Rootserver mangels IP Adressen ab ====
[[File:img-016-017.png|600px]]


==== Verfügbare IPv4-Adressen ====
=== Mögliche Adressen ===
[[File:IPv4AddressesAvailable.png|500px|Verfügbare IPv4-Adressen]]
[[File:IPv4AddressesAvailable.png|mini|300px|Verfügbare IPv4-Adressen]]
[[File:img-016-017.png|mini|500px|2010: ICANN schaltet Rootserver mangels IP Adressen ab]]
; IPv4-Adressen haben eine Länge von 32 Bit
:; 2<sup>32</sup> = 4.294.967.296
: etwas über vier Milliarden IP-Adressen


; IPv4 Adressraum
; Ein großer Teil der Adressen steht nicht zur Verfügung
* etwas über vier Milliarden IP-Adressen
* 2^32 = 4.294.967.296
* 3.707.764.736 können verwendet werden, um Computer und andere Geräte direkt anzusprechen
* 3.707.764.736 können verwendet werden, um Computer und andere Geräte direkt anzusprechen
* Allein durch die Tatsache, dass die komplette D-Klasse und die E-Klasse nicht zur Verfügung stehen, ergibt sich schon ein enormer Verlust
* Außerdem müssen private Adressräume abgezogen werden, und der großzügige Umgang mit ganzen A-Klassen in den frühen Computertagen ist auch nicht zu vernachlässigen


; In den Anfangstagen des Internets
; In den Anfangstagen des Internets
* galt dies als weit mehr als ausreichend
* galt dies als weit mehr als ausreichend
* da es nur wenige Rechner gab, die eine IP-Adresse brauchten
* da es nur wenige Rechner gab, die eine IP-Adresse brauchten
Durch das schnelle Wachstum des Internets er gibt sich das Problem, dass der Adressraum des IPv4-Protokolls annähernd erschöpft ist


; Unvorhergesehenes Wachstums und Adressenknappheit
; Unvorhergesehenes Wachstums und Adressenknappheit
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* Darüber hinaus steht den regionalen Adressvergabestellen kein weiterer IPv4-Adressraum mehr zur Verfügung
* Darüber hinaus steht den regionalen Adressvergabestellen kein weiterer IPv4-Adressraum mehr zur Verfügung


=== Historische Entwicklung (Routing) ===
=== Entwicklungen ===
; Die historische Entwicklung des Internets wirft ein weiteres Problem auf
 
; Fragmentierung des Adressraums
* Durch die mehrmals geänderte Vergabepraxis von Adressen ist der IPv4-Adressraum inzwischen stark fragmentiert
* Häufig gehören mehrere nicht zusammenhängende Adressbereiche zur gleichen organisatorischen Instanz.
 
; Lange Routingtabellen
* Dies führt in Verbindung mit der heutigen Routingstrategie (Classless Inter-Domain Routing) zu langen Routingtabellen
* auf welche Speicher und Prozessoren der Router im Kernbereich des Internets ausgelegt werden müssen
 
; Prüfsummen
* Zudem erfordert IPv4 von Routern, Prüfsummen jedes weitergeleiteten Pakets neu zu berechnen, was eine weitere Prozessorbelastung darstellt
 
; Aus diesen Gründen begann die IETF bereits 1995 die Arbeiten an IPv6
* Im Dezember 1998 wurde IPv6 mit der Publikation von RFC 2460 auf dem Standards Track offiziell zum Nachfolger von IPv4 gekürt
 
==== Entwicklungen ====
; Jeder Haushalt hat diverse Internetendgeräte
; Jeder Haushalt hat diverse Internetendgeräte
* Computer
* Computer
* SmartTV
* SmartTV
* Smartphone/Tablets
* Smartphone/Tablet
* Spiele
* Spiele
* Geräte
* Geräte (IOT)


==== Neue Anforderungen ====
=== Routing ===
; Neue Internet-Dienste im LAN, MAN, WAN
; Historische Entwicklung
* VPNs, QoS, Security, IP-Mobilität
Die historische Entwicklung des Internets wirft ein weiteres Problem auf


; Neue Entwicklungstrends
; Fragmentierung des Adressraums
* Smart Home Appliances, Interaktive Spiele, Peer2Peer
IPv4-Adressraum ist stark fragmentiert
* Häufig gehören mehrere nicht zusammenhängende Adressbereiche zur gleichen organisatorischen Instanz
* Folge einer mehrmals geänderte Vergabepraxis von Adressen


; Internet Dienstleistungen im Mobilfunk
; Lange Routingtabellen
* Dies führt mit [[Classless Inter-Domain Routing]] zu langen Routingtabellen
* auf welche Speicher und Prozessoren der Router im Kernbereich des Internets ausgelegt werden müssen


; „Erschöpfung“ des IPv4 Adressvorrates
; Prüfsummen
: Zudem erfordert IPv4 von Routern, Prüfsummen jedes weitergeleiteten Pakets neu zu berechnen, was eine weitere Prozessorbelastung darstellt


; Internet Protokoll IPv4
== Internet Protokoll Version 6 ==
Eingeschränkte Nutzbarkeit
=== Anforderungen ===
* Adressraum
{| class="wikitable options"
* QoS
|-
* Security
! Anforderung !! Beschreibung
* Mobiltätsunterstützung
|-
* Effizienz
| Vereinfachung || Router sollen Datagramme schneller weiterleiten
* Erweiterbarkeit des Protokolls
|-
| Erweiterbarkeit || Zukünftige Erweiterungen des Protokolls sollen möglich sein
|-
| Routing || Effizienteres Routing
* Begrenzung der Größe der „Routing Tabellen“
* Verzicht auf Checksumme
|-
| Adressraum ||
* Zukunftssicherer Adressraum, Unterstützung von mehr Hosts
* Verwaltung des Adressraumes, effiziente Adressvergabe und hierarchische Adressierung
|-
| Sicherheit || Inhärente Security
* Unterstützung der alten und neuen Höhere Sicherheit Protokolle
* Authentifikation und Datenschutz
|-
| Auto-Konfiguration || Plug-and-Play auf Netzwerkebene (ohne DHCP-Server)
|-
| Mobility Support auf IP-Ebene || Möglichkeit für Hosts auf Reise zu gehen, ohne Adressänderung
|-
| QoS Unterstützung || Mehr Gewicht auf Dienstarten, insbesondere für Echtzeitanwendungen
|-
| Neighbor (Router, Rechner..) Discovery ||
|-
| Unterstützung von Multicasting || durch die Möglichkeit den Umfang zu definieren
|-
| Koexistenz für (viele) Jahre ||
|}


==== Designanforderungen ====
=== Adressen ===
; Umfangreicher, “zukunftssicherer” Adressraum
; Mögliche IPv6 Adressen
* Hierarchische Adressierung und effiziente Adressvergabe
IPv6-Adressen haben eine Länge von 128 Bit
:; 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456
: ~340 Sextillionen


; Begrenzung der Größe der „Routing Tabellen“
; Man kann bei IPv6 wohl ohne Weiteres großzügig bei der Verteilung der Adressen vorgehen
 
* Weil IPv6 ohne Subnetzmaske auskommt, werden auch schon gleich zu Anfang eine ganze Menge Adressen verbraucht
; QoS Unterstützung
* Die Unterscheidung der Netze geschieht innerhalb der ersten 64 Bit
 
* Demzufolge sind also noch 64 Bit für Host-Adressen verfügbar (allerdings pro Netzwerk)
; Inhärente Security
 
; Mobility Support auf IP-Ebene
 
; Auto-Konfiguration
* Plug-and-Play auf Netzwerkebene
 
; Erweiterbarkeit des Protokolls
 
==== Motivation für IPv6 ====
; Unterstützung von Millarden von Hosts
* Möglichkeit für Hosts auf Reise zu
* auch bei ineffizienter Nutzung des gehen Adressraums * ohne Adressänderung
 
Reduzierung des Umfangs der Routing- Automatische IP-Adressvergabe Tabellen
* Neighbor (Router, Rechner..) Discovery
 
; Vereinfachung des Protokolls Möglichkeit für das Protokoll zukünftig
* damit Router Pakete schneller abwickeln weiterzuentwickeln können
 
; Unterstützung der alten und neuen Höhere Sicherheit Protokolle
* Authentifikation und Datenschutz
* Koexistenz für (viele) Jahre
 
; Mehr Gewicht auf Dienstarten
* insbesondere für Echtzeitanwendungen
 
; Unterstützung von Multicasting
* durch die Möglichkeit den Umfang zu definieren
 
==== Implementierungen Endgeräte ====
; IPv6 Implementierungen liegen für (nahezu) jedes Betriebssystem vor
* Sebst Windows XP wurde schon mit IPv6 Code ausgeliefert
 
; Viele Router-Hersteller bieten IPv6 Produkte
* Cisco annoncierte in 1Q2001 ihr IPv6 Produktionsrelease für alle IOS Systeme
* Juniper (4Q2001) und Hitachi unterstützen IPv6 in Hardware
* Ericsson/Telebit verkauft seit Jahren funktionsfähige „Vollimplementierung“
 
; Probleme bei älteren/preiswerten SOHO-Produkten


; IPv6 erfüllt die aktuellen Anforderungen
; Mögliche IPv6 Netze
* IPv6 ist zukunftssicher
:; 18.446.744.073.709.551.616
* Skaliert mit weiter wachsenden Zahl von Endgeräten
: ~18 Trillionen
* IPv6 wird DAS Netzwerkprotokoll im Internet


; Netzbetreiber sollte sich mit IPv6 beschäftigen und eine Migrationsstrategie erarbeiten
Also kann jeder Mensch etwa 2,4 Milliarden eigene Netzwerke betreiben
* Diese Zahlen verdeutlichen die Dimensionen eines 128-Bit-Adressraums


=== Eigenschaften von IPv6 ===
[[IPv6/Eigenschaften]]
<noinclude>
<noinclude>


== Anhang ==
= Anhang =
=== Siehe auch ===
== Siehe auch ==
{{Special:PrefixIndex/{{BASEPAGENAME}}}}
{{Special:PrefixIndex/IPv6}}
==== Links ====
=== Links ===
===== Weblinks =====
==== Weblinks ====


[[Kategorie:IPv6/Grundlagen]]
[[Kategorie:IPv6/Grundlagen]]
</noinclude>
</noinclude>

Aktuelle Version vom 8. Januar 2024, 14:12 Uhr

IPv6/Motivation - Gründe für ein neues Internet-Protokoll

Beschreibung

Einschränkungen von IPv4

Nutzbarkeit

  • Adressraum
  • QoS
  • Security
  • Mobiltätsunterstützung
  • Effizienz
  • Erweiterbarkeit des Protokolls

Mögliche Adressen

Verfügbare IPv4-Adressen
2010: ICANN schaltet Rootserver mangels IP Adressen ab
IPv4-Adressen haben eine Länge von 32 Bit
232 = 4.294.967.296
etwas über vier Milliarden IP-Adressen
Ein großer Teil der Adressen steht nicht zur Verfügung
  • 3.707.764.736 können verwendet werden, um Computer und andere Geräte direkt anzusprechen
  • Allein durch die Tatsache, dass die komplette D-Klasse und die E-Klasse nicht zur Verfügung stehen, ergibt sich schon ein enormer Verlust
  • Außerdem müssen private Adressräume abgezogen werden, und der großzügige Umgang mit ganzen A-Klassen in den frühen Computertagen ist auch nicht zu vernachlässigen
In den Anfangstagen des Internets
  • galt dies als weit mehr als ausreichend
  • da es nur wenige Rechner gab, die eine IP-Adresse brauchten

Durch das schnelle Wachstum des Internets er gibt sich das Problem, dass der Adressraum des IPv4-Protokolls annähernd erschöpft ist

Unvorhergesehenes Wachstums und Adressenknappheit
  • Aufgrund des unvorhergesehenen Wachstums des Internets herrscht heute aber Adressenknappheit
  • Im Januar 2011 teilte die IANA der asiatischen Regional Internet Registry APNIC die letzten zwei frei zu vergebenden Netze zu
  • Der verbleibende Adressraum wurde gleichmäßig auf die regionalen Adressvergabestellen verteilt
  • Darüber hinaus steht den regionalen Adressvergabestellen kein weiterer IPv4-Adressraum mehr zur Verfügung

Entwicklungen

Jeder Haushalt hat diverse Internetendgeräte
  • Computer
  • SmartTV
  • Smartphone/Tablet
  • Spiele
  • Geräte (IOT)

Routing

Historische Entwicklung

Die historische Entwicklung des Internets wirft ein weiteres Problem auf

Fragmentierung des Adressraums

IPv4-Adressraum ist stark fragmentiert

  • Häufig gehören mehrere nicht zusammenhängende Adressbereiche zur gleichen organisatorischen Instanz
  • Folge einer mehrmals geänderte Vergabepraxis von Adressen
Lange Routingtabellen
  • Dies führt mit Classless Inter-Domain Routing zu langen Routingtabellen
  • auf welche Speicher und Prozessoren der Router im Kernbereich des Internets ausgelegt werden müssen
Prüfsummen
Zudem erfordert IPv4 von Routern, Prüfsummen jedes weitergeleiteten Pakets neu zu berechnen, was eine weitere Prozessorbelastung darstellt

Internet Protokoll Version 6

Anforderungen

Anforderung Beschreibung
Vereinfachung Router sollen Datagramme schneller weiterleiten
Erweiterbarkeit Zukünftige Erweiterungen des Protokolls sollen möglich sein
Routing Effizienteres Routing
  • Begrenzung der Größe der „Routing Tabellen“
  • Verzicht auf Checksumme
Adressraum
  • Zukunftssicherer Adressraum, Unterstützung von mehr Hosts
  • Verwaltung des Adressraumes, effiziente Adressvergabe und hierarchische Adressierung
Sicherheit Inhärente Security
  • Unterstützung der alten und neuen Höhere Sicherheit Protokolle
  • Authentifikation und Datenschutz
Auto-Konfiguration Plug-and-Play auf Netzwerkebene (ohne DHCP-Server)
Mobility Support auf IP-Ebene Möglichkeit für Hosts auf Reise zu gehen, ohne Adressänderung
QoS Unterstützung Mehr Gewicht auf Dienstarten, insbesondere für Echtzeitanwendungen
Neighbor (Router, Rechner..) Discovery
Unterstützung von Multicasting durch die Möglichkeit den Umfang zu definieren
Koexistenz für (viele) Jahre

Adressen

Mögliche IPv6 Adressen

IPv6-Adressen haben eine Länge von 128 Bit

340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456
~340 Sextillionen
Man kann bei IPv6 wohl ohne Weiteres großzügig bei der Verteilung der Adressen vorgehen
  • Weil IPv6 ohne Subnetzmaske auskommt, werden auch schon gleich zu Anfang eine ganze Menge Adressen verbraucht
  • Die Unterscheidung der Netze geschieht innerhalb der ersten 64 Bit
  • Demzufolge sind also noch 64 Bit für Host-Adressen verfügbar (allerdings pro Netzwerk)
Mögliche IPv6 Netze
18.446.744.073.709.551.616
~18 Trillionen

Also kann jeder Mensch etwa 2,4 Milliarden eigene Netzwerke betreiben

  • Diese Zahlen verdeutlichen die Dimensionen eines 128-Bit-Adressraums


Anhang

Siehe auch

Links

Weblinks

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