IPv6/Motivation

Motivation

IPv6 Gründe für ein neues Internet-Protokoll ICANN schaltet Rootserver mangels IP Adressen ab!

Verfügbare IPv4-Adressen

Gründe für ein neues Internet-Protokoll

IPv4 bietet einen Adressraum von etwas über vier Milliarden IP-Adressen

232 = 4.294.967.296
3.707.764.736 können verwendet werden, um Computer und andere Geräte direkt anzusprechen

In den Anfangstagen des Internets

galt dies als weit mehr als ausreichend
- da es nur wenige Rechner gab, die eine IP-Adresse brauchten

Unvorhergesehenen 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

Historische Entwicklung (Routing)

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
d. h., 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 mehrere

                       Planetarische Internets

Internet-Endgerät

Vielleicht wie das Telefon? Interplanetary Gateways
Vielleicht das Telefon?

Interplanetary Channel Protocol Internet wird zunehmend in * .earth? .mars? IPv4? IPv6? Funktionen und Verhaltensweisen des Alltags „hineinwachsen“ Projekt ist Bestandteil der Mars Missions Pläne der USA Internetfähigkeit wird zu einem Gerät genauso gehören wie ein Stromanschluss

Neue Internet-Endgeräte

WebTV, Palm-Pilot, Nokia,Sony, Nintendo, Sega games
Tragbare und anziehbare Computer
- Hardwear?
- Underware?

Neue Anforderungen

Neue Internet-Dienste im LAN, MAN, WAN

VPNs, QoS, Security, IP-Mobilität

Neue Entwicklungstrends

Smart Home Appliances, Interaktive Spiele, Peer2Peer

Internet Dienstleistungen im Mobilfunk

„Erschöpfung“ des IPv4 Adressvorrates

Internet Protokoll IPv4

Eingeschränkte Nutzbarkeit

Adressraum
QoS
Security
Mobiltätsunterstützung
Effizienz
Erweiterbarkeit des Protokolls

Designanforderungen

Umfangreicher, “zukunftssicherer” Adressraum

Hierarchische Adressierung und effiziente Adressvergabe

Begrenzung der Größe der „Routing Tabellen“

QoS Unterstützung

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

IPv6 ist zukunftssicher
Skaliert mit weiter wachsenden Zahl von Endgeräten
IPv6 wird DAS Netzwerkprotokoll im Internet

Netzbetreiber sollte sich mit IPv6 beschäftigen und eine Migrationsstrategie erarbeiten

IPv6 - Einführung 25

Neue Eigenschaften von IPv6

Vergrößerung des Adressraums

von IPv4 mit 232 (≈ 4,3 Milliarden = 4,3·109) Adressen auf
2128(≈ 340 Sextillionen = 3,4·1038) Adressen bei IPv6
Vergrößerung um den Faktor 296 (≈7,9·1028).

Vereinfachung und Verbesserung des Protokollrahmens

entlastet Router von Rechenaufwand

Zustandslose automatische Konfiguration von Ipv6-Adressen

zustandsbehaftete Verfahren wie DHCP werden damit in vielen Anwendungsfällen überflüssig

Mobile IP

sowie Vereinfachung von Umnummerierung und Multihoming

Implementierung von IPsec

innerhalb des Ipv6-Standards
Dadurch wird die Verschlüsselung und die Überprüfung der Authentizität von IP-Paketen ermöglicht

Unterstützung von Netztechniken

Quality of Service
Multicast

IPv6 - Einführung 26

Neue Eigenschaften von IPv6

Ende-zu-Ende-Prinzip

hauptsächliche Motivation zur Vergrößerung des Adressraums

Zentrales Designprinzip des Internets

Nur die Endknoten des Netzes sollen aktive Protokolloperationen ausführen
Das Netz zwischen den Endknoten ist nur für die Weiterleitung der Datenpakete zuständig
Das Internet unterscheidet sich hier wesentlich von anderen digitalen

Datenübertragungsnetzwerken wie z. B. GSM

Dazu ist es notwendig, dass jeder Netzknoten global eindeutig adressierbar ist

Network Address Translation (NAT)

Heute übliche Verfahren wie NAT verletzen das Ende-zu-Ende-Prinzip
Umgehen derzeit die IPv4-Adressknappheit
Sie ermöglichen den so angebundenen Rechnern nur ausgehende Verbindungen aufzubauen
Aus dem Internet können diese hingegen nicht ohne Weiteres kontaktiert werden

Einschränkungen durch NAT

IPsec und Protokolle auf höheren Schichten verlassen sich auf das Ende-zu-Ende-Prinzip

– z. B. FTP und SIP

Sind mit NAT nur eingeschränkt oder durch Zusatzlösungen funktionsfähig

Paradigmenwechsel für Heimanwender

Anstatt vom Provider nur eine einzige IP-Adresse zugewiesen zu bekommen und über NAT mehrere Geräte ans Internet anzubinden,

bekommt der Anwender den global eindeutigen IP-Adressraum für ein ganzes Teilnetz zur Verfügung gestellt,
so dass jedes seiner Geräte eine IP-Adresse aus diesem erhalten kann

Aktive Teilnahme am Netz

Damit wird es für Endbenutzer einfacher, durch das Anbieten von Diensten aktiv am Netz

teilzunehmen.

Lösung der Probleme durch NAT

Zudem entfallen die Probleme, die bei NAT durch die Adressumschreibung entstehen

Wahl der Adresslänge

Faktoren bei der Wahl der Adresslänge

Größe des zur Verfügung stehenden Adressraums

Abwägung

Protokoll-Overhead

– pro Datenpaket müssen Quell- und Ziel-IP-Adresse übertragen werden – Längere IP-Adressen führen zu erhöhtem Protokoll-Overhead

Wachstum des Internets Rechnung tragen

Routing

Einer Organisation nur ein einziges Mal Adressraum zuweisen müssen
Verhinderung der Fragmentierung des Adressraums

Autokonfiguration und Umnummerierung

Autokonfiguration, Umnummerierung und Multihoming vereinfachen
Festen Teil der Adresse zur netzunabhängigen eindeutigen Identifikation eines Netzknotens reservieren
Die letzten 64 Bit der Adresse bestehen daher in der Regel aus der EUI-64 der Netzwerkschnittstelle des Knotens