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IPv4 vs. IPv6: Die Zukunft der Internetprotokolle

Jeder Internetbenutzer muss heutzutage auf die Begriffe IPv4 und IPv6 gestoßen sein. Sie haben vielleicht gehört, dass Leute sagen, dass IPv6 besser ist als IPv4 und es ist die Zukunft. Aber wofür stehen die Begriffe IPv4 und IPv6 genau und was macht letztere überlegen? Wenn Sie mit den gleichen Fragen verwirrt sind, lesen Sie weiter, wenn Sie über IPv4 und IPv6 sprechen und die Welt der Internetprotokolle genauer betrachten. Aber lassen Sie uns zuerst diskutieren, was Internetprotokolle sind.

Was ist IP?

Das Internetprotokoll oder IP ist das Hauptkommunikationsprotokoll im Bereich der Internetprotokoll-Suite zum Weiterleiten von Datagrammen über Netzwerkgrenzen. Das Internetprotokoll verfügt über eine Routing-Funktion, die die Vernetzung zwischen verschiedenen Geräten auf der ganzen Welt ermöglicht und das Netzwerk, das wir als Internet bezeichnen, effektiv aufbaut. Das IP ist dafür verantwortlich, Hosts zu adressieren, Daten in Datagramme einzukapseln und Datagramme von einem Quellhost zu einem Zielhost über ein oder mehrere IP-Netzwerke zu routen. In Lehman-Begriffen enthält IP die Regeln und Richtlinien, die bei der Übertragung von Daten über ein beliebiges Netzwerkspektrum beachtet werden müssen.

IPv4 vs. IPv6: Was bedeuten sie?

Internet Protocol Version 4 (IPv4) ist die vierte Version des Internet Protocol (IP) . Es wurde ursprünglich für die Produktion im ARPANET im Jahr 1983 eingesetzt und ist seitdem gewachsen, um den Großteil des heutigen Internetverkehrs zu routen. IPv4 ist ein verbindungsloses Protokoll, das in Netzwerken implementiert wird, die Paketvermittlung verwenden. Es arbeitet mit dem Best-Effort-Zustellungsmodell, dh, es wird abhängig von der aktuellen Verkehrslast eine nicht festgelegte variable Bitrate und -Lieferzeit erhalten. Sie garantiert nicht die Lieferung und gewährleistet auch keine ordnungsgemäße Sequenzierung oder Vermeidung von doppelter Lieferung.

IPv4-Header-Format

Internet Protocol Version 6 (IPv6) ist die neueste Version von Internet Protocol und das inkrementelle Update auf IPv4. Im Wesentlichen handelt es sich bei IPv6 um ein Internet-Layer-Protokoll für paketvermitteltes Internetworking. Es bietet eine End-to-End-Datagrammübertragung über mehrere IP-Netzwerke hinweg und folgt dabei den in der vorherigen Version des Protokolls entwickelten Entwurfsprinzipien. IPv6 wurde erstmals im Internet-Standarddokument RFC 2460, das im Dezember 1998 veröffentlicht wurde, formell beschrieben, ist jedoch seit Ende 2006 auf Geräten auf dem Markt.

IPv6-Header-Format

IPv4 vs. IPv6: Detaillierte Unterschiede

IPv4IPv6
Adresse32 Bits (4 Bytes)
12: 34: 56: 78
128 Bits (16 Bytes)
Beispiel12: 34: 56: 781234: 5678: 9abc: def0: 1234: 5678: 9abc: def0
Paketgröße576 Byte erforderlich, Fragmentierung optional1280 Bytes ohne Fragmentierung erforderlich
PaketfragmentierungRouter und sendende HostsNur Hosts senden
Paket-HeaderIdentifiziert keinen Paketfluss für die QoS-Verarbeitung
Enthält eine Prüfsumme
Enthält Optionen
bis zu 40 Bytes
Enthält das Feld Flow Label, das den Paketfluss für die QoS-Verarbeitung angibt
Enthält keine Prüfsumme
Erweiterungsheader für optionale Daten
DNS-EinträgeAdressdatensätze (A),
Karten Hostnamen
Zeiger (PTR) Datensätze,
IN-ADDR.ARPA DNS-Domäne
Adressdatensätze (AAAA),
Karten Hostnamen
Zeiger (PTR) Datensätze,
IP6.ARPA DNS-Domäne
AdresskonfigurationManuell oder per DHCPAutokonfiguration ohne Status (SLAAC) unter Verwendung von Internet Control Message Protocol Version 6 (ICMPv6) oder DHCPv6
IP-zu-MAC-AuflösungBroadcast ARPMulticast-Nachbaranforderung
Lokale SubnetzgruppenverwaltungInternet Group Management Protocol (IGMP)Multicast Listener Discovery (MLD)
ÜbertragungJaNein
MulticastJaJa
IPSecoptional, externerforderlich

Warum die Notwendigkeit von IPv6?

IPv4 verwendet nur 32 Bit für seine Internetadressen. Dies bedeutet im Wesentlichen, dass IPv4 insgesamt bis zu 2 ^ 32 IP-Adressen unterstützen kann, was 4.294.967.296 (4, 29 Milliarden) entspricht . Zwar scheint dies eine große Anzahl zu sein, die geschätzte Anzahl von Geräten, die mit dem Internet verbunden sind, übersteigt 20 Milliarden, und die Zahl scheint von Tag zu Tag zu wachsen. Daher muss die IP-Adresse für jedes Gerät spezifisch und eindeutig sein, und mit der wachsenden Anzahl von Benutzern gehen die IPv4-Adressen aus.

Das IPv6 hingegen verwendet 128-Bit-Internetadressen. Das bedeutet, dass das Protokoll insgesamt bis zu 2 ^ 128 IP-Adressen unterstützen kann. Dies entspricht in etwa 340.282.366.920.938.000.000.000.000.000.000.000.000 (dreihundertvierzig undecillion, zweihundertsechsundvierzig Dezillionen, dreihundertsechsundsechzig Milliarden, neunhundertzwanzig Achtel und neun achthundertachtunddreißig septillionen) (ja, das stimmt!) . Im Wesentlichen ist der IPv6-Standard mehr als genug, um das Internet für sehr lange Zeit in Betrieb zu halten.

Vorteile von IPv6

Das IPv6 bietet neben der Erhöhung der Anzahl verfügbarer Adressen weitere Vorteile. Mit Hilfe von IPv6 wurde die Notwendigkeit der Network Address Translation (NAT) beseitigt, die zuvor dazu verwendet wurde, die Zuweisung von globalen Adressräumen aufgrund des Fehlens von IPv4-Adressen zu erhalten. Darüber hinaus behebt das IPv6 auch die Möglichkeit privater Adresskollisionen sowie ein besseres Multicast-Routing.

Verglichen mit den IPv4-Standards hat IPv6 ein einfacheres Header-Format, das ein einfacheres und effizienteres Routing ermöglicht. Dies führt auch zu einer Erhöhung der Quality of Service (QoS), die auch als "Flow Labeling" bezeichnet wird. Nicht zu vergessen, das IPv6 verfügt über eine eigene integrierte Authentifizierungs- und Datenschutzunterstützung und bietet flexible Optionen mit Unterstützung für Erweiterungen. Insgesamt bietet das IPv6-System eine einfachere Verwaltung und den Abschied vom Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP).

IPv4 zu IPv6: Der Switch

Der Verbrauch von IPv4 war schon vor Jahren vorhergesagt worden. 1993 wurde Classless Inter-Domain Routing (CIDR) eingeführt, das später durch die umfassende Verwendung von Network Address Translation (NAT) ersetzt wurde. Während beide Methoden funktionierten, waren sie nur ein vorübergehendes Mittel, um die Erschöpfung der IPv4-Adresse zu verzögern. Die Umstellung auf IPv6 ist im Wesentlichen notwendig, der Fortschritt ist jedoch langsam. Um den Switch umzustellen, benötigen Software und Router Änderungen, um das erweiterte Netzwerk zu unterstützen, was Zeit und Geld kostet.

IPv6-Zeitleiste: Erhöhung der Anzahl von Geräten, die die IPv6-Standards übernehmen

Im Jahr 2014 trug IPv4 noch immer zu über 99% des weltweiten Internetverkehrs . Trotz einer zehnjährigen Entwicklungs- und Implementierungsgeschichte als Standards Track-Protokoll nimmt der allgemeine weltweite Einsatz von IPv6 nur langsam zu. Zum 22. Juli 2017 erreichte der Prozentsatz der Nutzer, die Google-Services mit IPv6 erreichten, zum ersten Mal 20, 1% und stieg um etwa 7, 2% pro Jahr, obwohl sie regional sehr unterschiedlich waren. Während Geräte die IPv6-Standards übernehmen, ist die Anzahl der Netzwerkanbieter, die zu IPv6 wechseln, immer noch recht gering . In der Zwischenzeit laufen IPv4 und IPv6 effektiv als parallele Netzwerke, obwohl der Datenaustausch zwischen diesen Protokollen spezielle Gateways erfordert.

IPv4 vs. IPv6: Die unvermeidliche Änderung

Das Fehlen von IPv4-Adressen ist hier, aber zum Glück haben wir das IPv6. Bei 2 ^ 32 Adressen (ich werde die genaue Nummer nicht noch einmal angeben), sollte der IPv6-Standard den Test der Zeit problemlos bestehen. Alle neuesten Geräte verfügen über IPv6 als Standard, und selbst wenn Sie es nicht bemerkt haben, besteht die Möglichkeit, dass Sie bereits auf IPv6 umgestellt haben. Die Umstellung auf IPv6 ist notwendig und unvermeidlich, eine, die Sie bald vornehmen müssen. Oder, um ehrlich zu sein, wenn man bedenkt, dass die Geräte in Ihrer Umgebung sowie Ihr ISP bereits darauf umgestellt haben, werden auch Sie den Wechsel vornehmen.

Das ist alles, was zur Diskussion von IPv4 vs. IPv6 gehört. Erzählen Sie uns in den Kommentaren unten Ihre Meinung zu der nächsten großen Sache in der Welt des Internet-Protokolls.

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