IPv4 vs. IPv6: Die Unterschiede verstehen

Da das Internet der Dinge (IoT) weiterhin exponentiell wächst, vermehrt sich die Anzahl der Nutzer und Geräte täglich.  Es gibt jedoch Bedenken, dass die Anzahl der möglichen IP-Adressen an einem bestimmten Punkt endet. Diese Annahme beginnt sich zu erfüllen.

Doch haben Sie keine Angst — Das Internet endet nicht. Es gibt eine Lösung für das Problem der Reduzierung von IPv4-Adressen. In diesem Blog werden wir wichtige Informationen zum Erstellen weiterer IP-Adressen bereitstellen und die Hauptprobleme hervorheben, die angegangen werden müssen, um das Wachstum des IoT durch die Einführung von IPv6 auszugleichen.

Wir untersuchen auch, wie Internet Protocol Version 6 (IPv6) im Vergleich zu Internet Protocol Version 4 (IPv4) eine wichtige Rolle für die Zukunft und Entwicklung des Internets spielt und wieso neuere IP-Versionen besser sind als ältere, wie IPv4.

Wie eine IP-Adresse funktioniert

IP bedeutet "Internetprotokoll" und bezieht sich auf eine Reihe von Regeln, die die Art und Weise bestimmen, wie Datenpakete über das Internet übertragen werden.

Online-Informationen und Datenverkehr bewegen sich mit einer eindeutigen IP-Adresse durch das Netzwerk. Jedes mit dem Internet oder Computernetzwerk verbundene Gerät erhält ein  spezielles digitales Etikett, die IP-Adresse, mit dem es identifiziert werden kann.

Ihre IP identifiziert Ihr Gerät in einem bestimmten Netzwerk. Sie ist eine elektronische Art von Identifikation  für Netzwerke, die IPs mit TCPs (Transmission Control Protocol) kombinieren und virtuelle Verbindungen zwischen Quelle und Ziel ermöglichen. Ohne eine eindeutige IP-Adresse kann Ihr Gerät nicht kommunizieren.

IP-Adressen werden auf diese Weise standardisiert, wenn verschiedene Maschinen miteinander interagieren. Sie befassen sich mit Datenpaketen, die sich auf gekapselte Datenbits beziehen, die beim Laden von Websites, E-Mails, Sofortnachrichten und anderen Anwendungen, die Datenübertragung beinhalten, eine wichtige Rolle spielen.

Es gibt mehrere Komponenten, die den Datenverkehr über das Internet ermöglichen. Am Startpunkt werden die Daten  in einen virtuellen Umschlag gepackt. Dieser Vorgang wird als "Datagramm" bezeichnet. Das Datenpaket ist Teil des Internet- oder IP-Protokolls.

Für den Transport von Daten über das Internet ist ein vollständiger Netzwerkstapel erforderlich. Die IP ist nur ein Teil dieses Stapels. Er kann in vier Ebenen unterteilt werden, wobei sich die Anwendungskomponente oben und die Datenverbindungskomponente  unten befindet.

Stapel:

• Anwendungen - HTTP, FTP, POP3, SMTP
• Transport - TCP, UDP
• Netzwerk - IP, ICMP
• Data Link - Ethernet, ARP

Als Internetnutzer  sind Sie möglicherweise mit der Anwendungsschicht vertraut, mit der Sie jeden Tag zu tun haben. Jedes Mal, wenn Sie eine Webseite besuchen möchten,  geben Sie http: // [Webadresse] ein, welche selbst eine Anwendungsschicht ist.

Verwenden Sie  E-Mails? Nach der Erstellung eines E-Mail-Kontos  stoßen Sie während des Konfigurationsprozesses  auf POP3 oder SMTP.  POP3 bedeutet Post Office Protocol 3 und ist eine Standardmethode zum Empfangen von E-Mails. Es sammelt und speichert E-Mails für Sie, bis sie abgerufen werden.

In den Stapelebenen  können Sie sehen, dass die IP Teil der Netzwerkschicht ist. Die IP entstand 1982 als Teil des ARPANET. IPv1 bis IPv3 waren experimentelle Versionen. IPv4 ist die erste IP-Version, die weltweit öffentlich verwendet wird.

Was ist IPv4?

IPv4 (Internet Protocol Version 4) ist die Kerntechnologie, mit der wir unsere Geräte mit dem Netzwerk verbinden können. Jedes Mal, wenn ein Gerät auf das Internet zugreift, erhält es eine eindeutige digitale IP-Adresse, wie z.B. 99.48.227.227. Um Daten über das Netzwerk eines Computers zu einem anderen zu senden, müssen Sie Datenpakete über das Netzwerk übertragen, die die IP-Adressen beider Geräte enthalten.

Was ist IPv6?

IPv6 (Internet Protocol Version 6) ist die Standardadresse für das Internetprotokoll der nächsten Generation. Sie dient oft dazu,  IPv4, ein Protokoll, das von Internetdiensten heute noch häufig verwendet wird, zu vervollständigen und möglicherweise zu ersetzen.Jeder Computer, jedes Mobiltelefon, jede Haustechnologie, jeder IoT-Sensor und alle anderen mit dem Internet verbundenen Geräte benötigen eine digitale IP-Adresse, um mit anderen Geräten zu kommunizieren. Das ursprüngliche IP-Adressschema, das öffentlich als IPv4 bezeichnet wird, hat aufgrund der weit verbreiteten Verwendung keine Adressen mehr.

Die Zukunft von IPv4

IPv4-Adressen sind endgültig aufgebraucht, sodass die Implementierung von IPv6 die einzige Lösung für das langfristige Wachstum des Internets ist. Im Oktober 2019 gab RIPE NCC, einer von fünf regionalen Internet-Registranten, die für die Zuweisung von IP-Adressen an Internet Service Provider (ISP) in mehr als 80 Ländern verantwortlich sind, bekannt, dass nur noch eine Million IPv4-Adressen übrig sind. Aufgrund dieser Einschränkung wird IPv6 als Standardlösung mit einer 128-Bit-Adresslänge angeboten, die bis zu 2128 Knoten angeben kann.

Wiederhergestellte Adressen werden nur über die Warteliste vergeben. Dies bedeutet, dass jedes Jahr nur einige hunderttausend Adressen zugewiesen werden können, was bei weitem nicht ausreicht, um die Millionen zu decken, die heutige globale Netzwerke benötigen. Die Folge ist, dass Netzwerk-Tools gezwungen sein werden, sich auf teure und komplexe Lösungen zu verlassen, um das Problem anzugehen. Der Mangel an Adressen führt dazu, dass Unternehmen auf der ganzen Welt IP-Ressourcen lagern, temporäre Lösungen finden und sich auf IPv6-Bereitstellungen vorbereiten müssen, um unvermeidliche Fehler zu überwinden.

Eine beliebte Lösung zur Überwindung der Verbreitung von IPv6 ist die Carrier Network Address Translation (CGNAT). Diese Technologie ermöglicht die langfristige Verwendung von IPv4-Adressen. Zu diesem Zweck kann eine IP-Adresse an Tausende von Geräten verteilt werden. In der Zwischenzeit verstopft es nur das Loch, da CGNAT nicht unbegrenzt skaliert werden kann. Jedes hinzugefügte Gerät erstellt eine zusätzliche Schicht in NAT, was die Last und Komplexität erhöht und somit die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls von CGNAT erhöht. In diesem Fall sind Tausende von Benutzern betroffen und können nicht schnell online zurückgegeben werden.

Eine andere übliche Lösung ist der Handel mit IPv4-Adressen. Dies ist ein Markt für den Kauf und Verkauf von IPv4-Adressen, die nicht mehr benötigt oder verwendet werden. Dies ist ein riskantes Spiel, da die Preise von Angebot und Nachfrage bestimmt werden und ein komplexer und teurer Prozess zur Aufrechterhaltung des Status quo sein können.

IPv4-Mangel bleibt ein ernstes Problem für Netzbetreiber. Das Internet wird natürlich nicht kaputt gehen, es befindet sich jedoch in einem Durchbruch, da die Skalierung des Netzwerks für die Wachstumsinfrastruktur immer schwieriger wird. Die IPv4-Verarmung geht auf das Jahr 2012 zurück, als die Internet Assigned Numbers Authority (IANA) dem NCC RIPE die neueste IPv4-Adresse zur Verfügung stellte. Der lang erwartete Auslauf wurde von der technischen Community geplant, und hier kommt IPv6 ins Spiel.

Die Zukunft von IPv6

Das zukünftige IPv6 hängt stark von der Anzahl der ISPs und Mobilfunkbetreiber sowie von großen Unternehmen, Cloud-Anbietern und Rechenzentren ab, die zur Migration bereit sind, und davon, wie sie ihre Daten migrieren werden. IPv4 und IPv6 können in parallelen Netzwerken vorhanden sein. Daher gibt es für Unternehmen wie ISPs keinen signifikanten Anreiz, anstatt IPv4 die IPv6-Option aktiv zu verfolgen, insbesondere weil ein Upgrade viel Zeit und Geld erfordert.

Unabhängig vom Preis bewegt sich die digitale Welt langsam vom alten IPv4-Modell zum effizienteren IPv6-Modell. Die in diesem Artikel beschriebenen langfristigen Vorteile von IPv6 sind die Investition wert.

Es ist noch ein langer Weg, bietet aber selbst neue Möglichkeiten für eine umfassende Netzwerkkonfiguration. IPv6 ist effizient und innovativ, ganz zu schweigen von der Entfernung vom zunehmend problematischen und teuren IPv4-Markt.

Vor- und Nachteile der Verwendung von IPv6

Der Unterschied besteht darin, dass es eine 128-Bit- oder 16-Byte-Adresse bietet, wodurch die Gruppenadresse etwa 340 Billionen (Undecillion) beträgt.

Das ist viel größer als die von IPv4 bereitgestellte Adressgröße, da es aus acht Gruppen von 16-Bit-Zeichen besteht.

Die schiere Größe unterstreicht, warum Netzwerke IPv6 früher als später einführen sollten. Bisher ist es jedoch schwierig, diese Schritte einzuleiten.

Viele Netzbetreiber warten möglicherweise ab, wie sie mit ihrer IP-Situation umgehen sollen. Sie könnten denken, dass sie in naher Zukunft genügend IPv4-Adressen haben werden. Die Einhaltung von IPv4 wird jedoch immer schwieriger.

Ein Beispiel für die Vorteile von IPv6 gegenüber IPv4 ist, dass Sie keine IP-Adresse freigeben müssen und keine bestimmte Adresse für Ihr Gerät erhalten müssen. Die Verwendung von IPv4 bedeutet, dass eine Gruppe von Computern, die eine öffentliche IP-Adresse gemeinsam nutzen möchten, NAT verwenden müssen. Sie müssen dann komplexe Konfigurationen wie Portweiterleitung und Firewall-Änderungen einrichten, um direkt auf einen dieser Computer zugreifen zu können. Im Vergleich zu IPv6, für das viele Adressen ausgeführt werden müssen, kann auf IPV6-Computer ohne zusätzliche Konfiguration öffentlich zugegriffen werden, wodurch Ressourcen gespart werden.

Wie prüft man, ob IPv4 oder IPv6 verwendet wird?

Es gibt Tests, um herauszufinden, ob Ihre Internetverbindung eine IPv6- oder IPv4-Adresse hat. IPv6 ist jetzt Standard unter Windows 10. Sie können die folgenden Tests ausführen:

1. Öffnen Sie die Website
2. Hier finden Sie Ihre IPv6- und IPv4-Adressen im IPv6-Test.
3. Bei IPv6-Verbindungen, die noch nicht aktiv sind, werden diese Informationen nicht im IPv6-Datensatz angezeigt.
4. Am unteren Rand des Fensters sehen Sie eine Benachrichtigung, wenn der Test ohne Probleme durchgeführt werden kann.

Als Kunde werden Sie beim Übergang zum neuen IPv6-Protokoll wenig oder gar nichts sehen. Nach der Aktivierung arbeitet das alte IPv4-Protokoll noch lange parallel. Sie müssen sich nicht darum kümmern, das alte Protokoll weiterhin zu verwenden, sondern besuchen die Website, auf der bereits das neue Protokoll verwendet wird. Dies sollte  kein Problem für Sie darstellen.

VPN und IPv6

Viele Nutzer, denen IPv6-Adressen zugewiesen wurden, befürchten, dass sich dadurch etwas ändert, wenn sie ihren VPN-Dienst nutzen. Das sollte nicht der Fall sein, denn an der Nutzung des Internets wird sich in den nächsten Jahren erst einmal nichts ändern. Daher sind VPN-Anbieter nicht gezwungen, ihren Kunden IPv6-Adressen anzubieten. Die vom ISP angegebene IPv6-Adresse wird sogar von der VPN-Firewall blockiert, sodass die Anonymität der User weiterhin gewährleistet ist. 

Derzeit bieten fast keine VPN-Anbieter IPv6-Adressen an. Derzeit ist dies jedoch auch technisch noch nicht erforderlich. Dies wird sich natürlich in Zukunft ändern und die Anzahl der VPN-Dienste mit IPv6-Adressen wird weiter zunehmen.

Fazit

IPv4 oder IPv6 - welches Protokoll ist besser? Diese Frage kann derzeit nicht eindeutig beantwortet werden, da beide Protokolle noch einige Zeit parallel arbeiten. Aus technischer Sicht gibt es derzeit keine Vorteile für Internetnutzer bei Verwendung des IPv6-Protokolls. Der Hauptvorteil von IPv6 besteht darin, dass die Anzahl der zugewiesenen IP-Adressen um ein Vielfaches gestiegen ist und jedes Gerät mit Internetfähigkeit eine eigene Adresse haben kann.