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it-themen:grundlagen:netzwerktechnik:ipv6

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IPv6 – Grundlagen

IPv6 ist der Nachfolger von IPv4 und wurde entwickelt, um die Adressknappheit zu lösen und moderne Netzwerke effizienter und sicherer zu machen.
Es verwendet 128-Bit-Adressen (statt 32 Bit bei IPv4).

Warum IPv6?

  • IPv4-Adressen sind fast vollständig vergeben
  • mehr Geräte als je zuvor (IoT, Smartphones, Server)
  • bessere Autokonfiguration
  • integrierte Sicherheit (IPsec)
  • kein NAT mehr nötig
  • effizienteres Routing

Aufbau einer IPv6-Adresse

Beispiel:


 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334


Eine IPv6-Adresse besteht aus 8 Blöcken zu je 16 Bit (insgesamt 128 Bit).

Format:


 xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx


VerkĂĽrzungsregeln

IPv6-Adressen sehen lang aus – aber sie lassen sich kürzen.

1. Führende Nullen können weggelassen werden


 08a2 → 8a2
 0010 → 10


2. Nullblöcke können mit “::” zusammengefasst werden

Wichtig:

  • Das „::“ darf nur einmal in einer Adresse vorkommen.

Beispiel:

Original:


 2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329


Kurzform:


 2001:db8::ff00:42:8329


Arten von IPv6-Adressen

  • automatisch vergeben
  • gilt nur im lokalen Netzwerk
  • vergleichbar mit APIPA (169.254.x.x) (es ist keine APIPA)
  • immer vorhanden

Beispiel:


 fe80::1a2b:3c4d:5e6f


2. Global Unicast (2000::/3)

  • weltweit eindeutige, öffentliche Adresse
  • ersetzt öffentliche IPv4-Adressen
  • Beispiel: <code>

    2001:db8:abcd1 </code> ==== 3. Unique Local Addresses (ULA) – fc00/7 ====

Vergleichbar mit privaten IPv4-Adressen (10.x, 192.168.x).

Beispiel:


 fd12:3456:789a::1


4. Multicast (ff00::/8)

IPv6 hat kein Broadcast – stattdessen Multicast.

Beispiele:

  • ff02::1 (alle Geräte im LAN)
  • ff02::2 (alle Router)
  • ff05::1:3 (DHCP-Server)

Präfixe

IPv6 verwendet Präfixe statt Netzmasken.

Beispiel:

2001:db8:abcd:0012::/64

Standard in fast allen Netzwerken:

  • /64 pro Subnetz
    * feste Struktur, einfache Planung

Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC)

geräte konfigurieren sich selbst, sobald sie ein IPv6-Präfix erhalten.

Ablauf:

1. Gerät generiert eine eigene Interface-ID  
2. Router sendet Router Advertisements (RA)  
3. Gerät bildet eigene Adresse daraus

Vorteil:

  • kein DHCP zwingend nötig

DHCPv6

Version von DHCP fĂĽr IPv6.
Kann zusätzlich zu SLAAC genutzt werden.

Neighbor Discovery (ND)

IPv6 ersetzt ARP durch ND.

Funktionen:

  • Address Resolution
    * Router Discovery
    * Duplicate Address Detection

Routing unter IPv6

Standard-Gateway sieht z. B. so aus:

default via fe80::1 dev eth0

IPv6-Router nutzen dieselben Routing-Protokolle wie IPv4:

  • OSPFv3
    • BGP
      * RIPng

    ASCII-Ăśbersicht: Aufbau

|----------------------------------|
| Netzpräfix   | Interface Identifier |
|  64 Bit      |       64 Bit         |
|----------------------------------|

Beispiel:

2001:db8:abcd:12::    8a2e:0370:7334
|------ Netzwerk ----|---- Gerät ----|

IPv6 vs IPv4 – Vergleich

Thema IPv4 IPv6
———————————————-——————————–
Länge 32 Bit 128 Bit
Anzahl Adressen ca. 4,3 Milliarden ~ 340 Sextillionen
Konfiguration DHCP SLAAC, DHCPv6, RA
Sicherheit optional IPsec IPsec integriert
Broadcast Ja Nein
NAT üblich nicht nötig

Typische IPv6-Adressen in der Praxis

  • öffentliches Präfix: 2001:4860/32 (Google) * lokales VPN: fd00:1234/64
  • Link-Local: fe80::1

Was macht IPv6 in der Schule und IHK so beliebt?

  • viele klare Regeln
    • keine komplizierten Masken wie bei IPv4
      * eindeutige Präfixe
      * einfache Kurzschreibweise
      * weniger Fehlerquellen

    Zusammenfassung

  • IPv6 = 128 Bit, 8 Blöcke
    • kurze Schreibweise dank KĂĽrzungsregeln
      * Adresstypen: Link-Local, Global, ULA, Multicast
      * kein Broadcast, sondern Multicast
      * autokonfigurierend ĂĽber SLAAC
      * Standardpräfix: /64
      * moderne und zukunftssichere Netzwerke basieren auf IPv6
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