IPv6 – Ein Überblick

Das Header-Format hat sich im Vergleich zur alten Version stark vereinfacht (Abbildung 2). Statt wie bislang zwischen 20 und 60 Bytes hat hat der Paketkopf nun eine feste Größe von 40 Bytes. Die verteilen sich auf einen Basis- und mehrere Extension-Header, wobei letztere eher selten zum Einsatz kommen. Der kleinere IP-Header bietet den Vorteil, dass Router und andere Geräte zum Weiterleiten von IP-Paketen diese nun schneller und effizienter verarbeiten können.

Abbildung 2: Der Header eines IPv6-Pakets enthält weniger Daten, was das Verarbeiten erleichtert.

Ein weiterer Vorteil von IPv6 liegt ganz klar im Bereich von mobilen Endgeräten, also beispielsweise IP-fähigen Handys, PDAs oder auch Notebooks. Sie wären immer unter der gleichen Adresse zu erreichen – egal, in welchem Netzwerk auf der Welt sie sich gerade befinden. Dies ermöglicht ein sogenannter Home-Agent (HA). Er befindet sich im Heimatnetzwerk des eigentlichen Clients und empfängt die gerade aktuelle Adresse ("Care-of-Address", CoA) des mobilen Endgerätes über sogenannte "Binding Updates" des Geräts, sobald dieses im gerade aktuellen Netzwerk eine IP-Adresse bezogen hat. Spricht nun ein Gerät das Endgerät über die reguläre IP-Adresse des Heimatnetzwerkes an, so leitet der Home-Agent die Anfrage einfach an die momentan aktuelle IP des Geräts weiter. Dieses Feature heißt in der IPv6-Welt "Mobile-IP".

Auch im Bereich von Dienstequalität ("Quality of Service", QoS) bietet das neue Protokoll einige Vorteile. So existieren im IP-Header zwei spezielle Felder, die die Dringlichkeit der Pakete definieren. Auf diese Weise legen Sie beispielsweise schon beim Aufbau der Verbindung bestimmte Anforderungen an diese fest. Dieser Funktion kommt gerade in solchen Umgebungen eine große Bedeutung zu, in denen die Zustelldauer der Pakete und die Bandbreite eine große Rolle spielen – also etwa bei Video- und Audio-Telefonie oder bei Onlinespielen.

Außerdem bringt beispielsweise die vorgeschriebene Integration von IPSec ("IP-Security") auch zusätzliche kryptographische Mechanismen mit in das Protokoll. Dies soll das sichere Authentifizieren und Verschlüsseln der Datenpakete gewährleistet. Einige dieser Neuerungen existieren bereits als Aufsatz für die aktuelle IP-Version, so auch IPSec. Weitere Änderungen und Neuheiten, die IPv6 mit sich bringt, finden Sie auf der im Netz aufgeführten Liste [3].

Adress-Schema

Angesichts der Größe des Adressraums eignet sich bei IPv6 die bei IPv4 verwendete dezimale Darstellung der Adressen nicht mehr. Schließlich müssten Sie hier nicht nur 4 Oktetts mit jeweils 1 Byte darstellen, sondern 8 Oktetts mit jeweils 2 Byte. Aus diesem Grund kommt bei IPv6 eine hexadezimale Schreibweise zum Einsatz. Ein Beispiel für eine solche Adresse wäre:

2001:0dc4:55b1:08d3:1216:8b2e:0170:3344

Die Adresse setzt sich dabei aus drei unterschiedlichen Segmenten zusammen. Das hintere (rechte) Segment nimmt dabei die 64 Bit lange Interface-ID ein – im Beispiel 1216:8b2e:0170:3344 . Sie bestimmt, für welchen Rechner innerhalb eines Subnetzes ein IP-Paket bestimmt ist. Die ersten 64 Bit der Adresse (2001:0dc4:55b1:08d3) setzen sich aus Global Routing Prefix und Subnetz-ID zusammen.

In der Regel nimmt der Global Routing Prefix dabei die ersten 48 Bits (links) ein. Diesen gibt der Internet Service Provider (ISP) an die eigenen Kunden weiter (2001:0dc4:55b1). Dieser ist dann in der Lage, mit den verbleibenden 16 Bits der Subnetz-ID (08d3) bis zu 65 535 eigene Teilnetze aufzubauen. Global Routing Prefix und Subnetz-ID zusammen bestimmen den sogenannten Subnetz-Prefix. Benötigt ein Kunde mehr Teilnetze, so besteht die Möglichkeit, die Subnetz-ID entsprechend zu vergrößern.

Ein großer Vorteil von IPv6 liegt beispielsweise in der Möglichkeit, Netzwerkkarten automatisch zu konfigurieren. Diese Funktion heißt auch "Stateless Autoconfiguration". Möchte ein IPv6-Host seine Netzwerkkarte aktivieren, so generiert er zunächst die Interface-ID. Dies geschieht nach dem Zufallsprinzip oder aber auf Basis der MAC-Adresse. Natürlich besteht die Möglichkeit, diese fix zu definieren.

Von allen verfügbaren Routern erhält der Client den passenden Subnetz-Prefix. Interface-ID und Subnetz-Prefix bestimmen dann die IPv6-Adresse des Clients. Von diesen darf er durchaus mehrere besitzen. Unter IPv6 ist es nicht üblich, einmal erhaltene IP-Adressen später zu löschen.

Die eigentliche Konfiguration findet komplett auf den Routern statt. Auf den Clients selbst brauchen Sie keine Angaben mehr zu machen. Benötigt ein Client neben der IP-Adresse selbst noch einen DNS- und Gateway-Server, so lässt sich hierfür auf IPv6-fähige DHCP-Server zurückgreifen. Um die IP-Adresse kümmern diese sich allerdings nicht mehr, das ist bei IPv6 Aufgabe der Router. Somit entfällt die lästige Pflege von Lease-Datenbanken.

Wie bereits weiter oben angesprochen, bestehen IPv6-Adressen aus jeweils 8 hexadezimalen 2-Byte-Blöcken. Die einzelnen Blöcke trennen Sie mittels Doppelpunkt von einander. Beginnt ein Block mit einer oder mehreren Nullen, so ist es erlaubt, diese einfach wegzulassen. Bestehen mehrere zusammenhängende Blöcke ausschließlich aus Nullen, so dürfen Sie diese einmalig durch zwei aufeinander folgende Doppelpunkte ersetzen.

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