Was ist IPV6?

IP steht für Internet Protokoll. Dabei handelt es sich um eine exakte Festlegung (Spezifikation) von Geräteeigenschaften und Abläufen (Prozeduren). Durch eine IP ist es internetfähigen Geräte möglich, sich mit Netzwerkequipment (wie zum Beispiel einem Router) zu vernetzen und zu kommunizieren. So können Datenpakete in Netzwerken vermittelt und weitergeleitet werden. Dieser Prozess wird Routing genannt. Die Internet Protocol Version 6 (kurz: IPv6) ist ein Protokollstandard und der direkte Nachfolger von IPv4. 

IPv6 wurde von der Internet Engineering Task Force (IETF) 1998 standardisiert, da IPv4-Adressen knapp werden. IPv4 verfügt nur über maximal vier Milliarden Internetadressen, wohingegen IPv6 über 340 Sextillionen Internetadressen bereitstellt. Das liegt an der neuen Struktur der Pakete von IPv6. Außerdem birgt IPv6 weitere Vorteile, wie zum Beispiel Autokonfiguration und schnelleres Routing. 

Derzeit wird für Internetadressen nach wie vor IPv4 verwendet, allerdings soll es langfristig von IPv6 abgelöst werden. IPv4 und IPv6 können allerdings auch gleichzeitig vom Internet bereitgestellt werden.

Mit diesem Protokollstandard können einerseits internetfähige Geräte mehrere IP-Adressen haben, andererseits können mittels spezieller IPv6-Adressen Geräte mehreren Adressen zugeordnet werden. Die Etablierung von IPv6-Adressen erlangt Notwendigkeit, da es das Problem der Adressknappheit von IPv4 löst.

IPv6 bietet mehr IP-Adressen als IPv4: Eine IP-Adresse besteht aus einer Zahlenfolge, die im Falle von IPv4 aus 32 Bits und Zahlensets von 0 bis 255 umfasst. Mit dieser Adressform lässt sich nur eine Menge von 4,3 Milliarden IP-Adressen generieren, die aufgrund der Zahl an internetfähigen Geräten bald ausgeschöpft sein wird. IPv6 dagegen nutzt acht Nummernblöcke, die sich aus vier Hexadezimalziffern zusammensetzen und 128 Bit lang sind. IPv6 stellt somit 340 Sextillionen IP-Adressen bereit. Diese Nummer an IP-Adressen ist somit nahezu unausschöpflich.

Weitere Unterschiede von IPv6 im Vergleich zu IPv4 sind:

• Pro Host können mehrere IP-Adressen mit unterschiedlichem Gültigkeitsbereich zugewiesen werden.
• Reduzierter Rechenaufwand beim Routing und schnellere Übermittlung von Datenpaketen.
• Integrierte Verschlüsselung von Daten durch IPsec – Bestimmte Mechanismen zur Verschlüsselung und Authentifizierung ermöglichen es bei IPv6, Daten gesichert über öffentliche und unsichere Netze zu transportieren.
• Autokonfiguration von Adressen – Jedes Gerät im Netzwerk bekommt eine gültige Adresse zugewiesen und Nutzer*innen können ohne weiteren Aufwand (direkt nach dem Start des Geräts) weitere Geräte mit dem Router verbinden.
• Multicast über spezielle Adressen – Mittels Multicast-Adressen können Datenpakete an mehrere IP-Adressen und zur gleichen Zeit versendet werden. 
• Unterstützung von Jumbograms – Besonders große Datenpakete von bis zu vier Gigabyte können übermittelt werden.

Dennoch: IPv4-Adressen sind noch nicht komplett ausgeschöpft und werden weiterhin verwendet. Das stellt IPv6 Programmierer*innen vor neue Herausforderungen. Zudem ist ein Umstieg von IPv4 auf IPv6 kompliziert, da die beiden Internetprotokolle nicht kompatibel sind. Derzeit gibt es verschiedene Übergangsmechanismen.

Die Einführung des neuen Protokollstandards IPv6 kann nur parallel im Betrieb zu IPv4 erfolgen. Um diesen Prozess einfacher zu gestalten, greifen Übergangsmechanismen. Im Wesentlichen gibt es drei unterschiedliche Verfahren:

• Parallelbetrieb von IPv4 und IPv6 bzw. Dual-Stack: Beide Protokollstandards können gleichzeitig auf derselben Infrastruktur eines Netzwerks betrieben werden. Dafür müssen Geräte, Betriebssysteme und die Software der Netzwerkkomponenten IPv4 sowie IPv6 parallel unterstützen können. In dem Fall können internetfähige Geräte über Dual-Stack beide Protokollstandards bereitstellen.
• Tunneling zum Übertragen von IPv4 in IPv6 und umgekehrt: Bietet der Netzzugangsprovider lediglich IPv4 und kein Dual-Stack an, hilft das Tunneling-Verfahren. Per Tunnel-Provider können IPv6-Clients über ein IPv4-Netz mit IPv6-Servern verbunden werden. 
• Protokollübersetzung: In diesem Verfahren wird mit einem IPv6-Client auf einen IPv4-Server zugegriffen. Interne IPv6-Adressen und externe IPv4-Adressen werden somit übersetzt, damit beide miteinander kommunizieren können. Dafür muss der IPv6-Client nicht verstehen, dass er sich mit einem IPv4-Server verbindet.

Über Testseiten kann überprüft werden, ob der PC bzw. das internetfähige Gerät bereit für IPV-6 ist. Zum Beispiel zeigt die Webseite wieistmeineip.de das Ergebnis direkt im Browser an und ob der Test problemlos verläuft. Da noch immer weitestgehend IPv4 genutzt wird, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass der Test bei den meisten Geräten negativ ausfällt. Das bedeutet, dass bei dem Gerät der IPV-G-Anschluss noch nicht eingerichtet oder deaktiviert ist.

Wie bereits festgestellt, ist die Umstellung von IPv4 auf IPv6 ist aufgrund der Knappheit von IP-Adressen notwendig. Darüber hinaus bietet IPv6 allerdings viele weitere Vorteile, die hier nochmal zusammengefasst werden:

• Großer Adressraum durch die Verwendung von 16 Byte je IP-Adresse
• Autokonfiguration von IP-Adressen
• Keine Adressumsetzung mehr erforderlich
• Einfacherer Aufbau des Paket-Headers
• Reduzierter Rechenaufwand beim Routing
• Verbesserte Quality of Service (QoS)
• Erhöhte Sicherheit durch integriertes IPsec
• Multicasting über spezielle Adressen
• Unterstützung großer Datenpakete (Jumbograms)
• Zuweisung mehrerer IP-Adressen pro Interface mit unterschiedlichem Geltungsbereich 
• Unterstützung von mobilen IP-Adressen

IPv6 stellt Programmierer*innen vor gänzlich neue Fragen, da dieser Protokollstandard neu und dementsprechend noch nicht erprobt ist. Herausforderungen sind:

• Erfahrungen mit IPv4 lassen sich kaum auf IPv6 übertragen
• Neue Ansätze und Denkweisen von IPv6 müssen sich erst noch etablieren
• Direkte Kommunikation von IPv6-Adressen mit IPv4-Geräten nicht möglich
• Umstellung von IPv4 auf IPv6 gestaltet sich kompliziert und langwierig

Bei IPv4 bekommen Nutzer*innen eine IP-Adresse pro Internetverbindung zugewiesen, welche je Sitzung wechselt. IPv6 dagegen kann jedem internetfähigen Gerät eine feste IP-Adresse zuweisen. Diese feste IP-Adresse ließe sich auch Jahre später zurückverfolgen – und Nutzer*innen können somit ermittelt werden. Datenschützer*innen warnen daher, dass IPv6 somit gegen die Privatsphäre verstoßen kann. 

Allerdings verfügt IPv6 über eine Funktion, welche die Privatsphäre schützt: Die Privacy Extension ändert die letzten acht Zeichen der IPv6-Adresse in regelmäßigen Abständen. Diese Funktion macht Sorgen um den Datenschutz unbegründet. Die Privacy Extension ist bei PCs seit den Betriebssystemen Windows Vista und Max OS X 10.7 bzw. bei Smartphones seit Android 2.1 und iOS 4.3 aktiviert. 

IPv6 als Internetprotokoll-Standard bietet im Vergleich mit IPv4 viele vereinfachte Lösungen und ausreichend IP-Adressen. Die Umstellung von IPv4 auf IPv6 ist unabdingbar und findet derzeit statt. Dieser Prozess gestaltet sich als sehr komplex, sodass zunächst auf verschiedene Übergangsmechanismen gesetzt wird, die aber keine langfristige Antwort darstellen. Hinzu kommt, dass viele Programmierer*innen kaum Erfahrung mit IPv6 haben. Somit ergeben sich  immer wieder neue Probleme im Umgang mit diesem Protokollstandard, die Lösungen benötigen.

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Quellen:

1. www.wieistmeineip.at/ipv6/,  Axel Springer SE 
2. www.elektronik-kompendium.de/sites/net/0812201.htm, Elektronik-Kompendium.de  
3. www.ip-insider.de/was-ist-ipv6-a-642703 , Vogel IT-Medien Gmbh