IPv6/Motivation

IPv6/Motivation - Gründe für ein neues Internet-Protokoll

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
Außerdem müssen private Adressräume abgezogen werden, und der großzügige Umgang mit ganzen A-Klassen in den frühen Computertagen ist auch nicht zu vernachlässigen

IPv6-Adressen warten mit einer Länge von 128 Bit auf.

Die Anzahl der möglichen Adressen, die sich daraus ergibt, macht genau:

340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456

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

Verfügbare IPv4-Adressen

IPv4 Adressraum

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

In den Anfangstagen des Internets

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

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

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
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

Computer
SmartTV
Smartphone/Tablets
Spiele
Geräte

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

Eigenschaften von IPv6

IPv6/Eigenschaften

Anhang

Siehe auch

Links

Weblinks