Internet Protokoll Version 6

Autor: Chris Güthues | Kurs: Internet Protokolle

Inhalt

1. Was ist eine IP-Adresse 2. Geschichte 3. Technik 4. Nachteile

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1. Was ist eine IP-Adresse?

IP = Internet Protocol Netzwerkprotokolle:

Konventionen zum Austausch von Daten zwischen „Computern“

IP-Adresse: Adresse von Computer im Internet/Netzwerk

„Grundlage“ für das Internet (vereinfacht)

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1. Was ist eine IP-Adresse?

IP tritt in der Regel zusammen mit TCP als TCP/IP auf: TCP = Transmission Control Protocol TCP ist dabei für die OSI-Schicht 4

(Transport) zuständig und setzt auf das IP (OSI-Schicht 3 –

Vermittlung) auf.

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2. Geschichte

2.1 Ungerechte Verteilung 2.2 Mangel an verfügbaren IP-

Adressen 2.3 Aufgabe von IPv5 2.4 Entwicklung von IPv6 2.5 Umstellung IPv4 -> IPv5

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2.1 Ungerechte Verteilung Verschwenderischer Umgang mit IP-

Adressen Große Blöcke für Militär,

Universitäten, Behörden und große Firmen

Entwicklungs- und dritte Welt Länder vernachlässigt

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2.1 Ungerechte Verteilung USA, Kanada, Australien sind in

Bezug auf die Verteilung der IP-Adressen eindeutig bevorzugt. USA: Pro Kopf ca. 4,5 IPv4-Adressen

verfügbar Kanada liegt mit 2,2 Adressen direkt

dahinter Vatikanstaat: Mit 10,5 IPv4-Adressen

pro Kopf am besten aufgestellt ○ Jedoch geringe Anzahl an Bürgern.

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2.1 Ungerechte Verteilung China ~ Berkeley University Peripherie der Welt benachteilig Republik Kongo: Bei ca. 60.000.000 Bürgern Nur 1023 IPv4-Adressen 0,0000171 pro Kopf

Werte von Äthiopien, Niger und weiteren ähnlich schlecht

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2.1 Ungerechte Verteilung

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www.modernlifeisrubbish.co.uk/images/illustrations/ips-per-capita-large.gif

2.1 Ungerechte Verteilung Adressraum schien völlig

ausreichend.. Aktuell IPv4 genutzt

Vor mehr als 25 Jahren eingeführt Für Adresse wurden damals 32 Bit

Reserviert Maximal 4.294.967.296 IP-Adressen Aufgrund reservierter Adressräume und IP-

Adressen für Netzwerkfunktionalitäten sinkt Anzahl auf ca. 2 Milliarden

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2.1 Ungerechte Verteilung Selbst 2. Milliarden schien damals

mehr als ausreichend Computer mit Internetzugang waren

teure Großrechner in Universitäten, Unternehmen oder militärischen Einrichtungen

An internetfähige Heimcomputer oder Handys war gar nicht zu denken

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2.2 Mangel an verfügbaren IP-Adressen Nicht genug IP-Adressen für alle! Sieben-Milliarden-Menschen-Marke

am 31. Oktober 2011 überschritten. Nach Weltbevölkerungsbericht (United

Nations Population Fund) Symbolischer Tag

Ca. 2 Milliarden frei verfügbaren IPv4-Adressen Viele Menschen nutzen mehrere IP-

Adressen ○ Zuhause, Beruf, mobile Geräte etc.

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2.2 Mangel an verfügbaren IP-Adressen Regional Internet Registry (RIR)

verwaltet IP-Adressen In 5 weltweit agierende

administrative Unterorganisationen unterteilt

Interessant: RIR sorgt für Ungleichheit!

Nicht jeder Unterorganisationen stehen gleich viele IP-Adressen zur Verfügung

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2.2 Mangel an verfügbaren IP-Adressen Quasi unmöglich IP-Adressen in

beliebigen Mengen an Kunden zu geben

Geht nur in Zweierpotenzen Unternehmen, das 513 IP-Adressen

benötigt, muss 1024 Adressen reservieren

Theoretisch wären Subnetze mit Größe eins (2^0) möglich Würde Router der Provider überfordern Lange Routingtabellen: Verkehr nicht mehr zu

bewältigten

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2.2 Mangel an verfügbaren IP-Adressen Letzten freien Adressen im Laufe des

Jahres 2011 zur Verfügung gestellt Werden wenig später vergeben sein Befürchtung: Internet breche ohne IPv6

in absehbarer Zeit zusammen, ist unbegründet.

Verschiedene Technologien umgehen Problem der Adressknappheit künstlich

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2.2 Mangel an verfügbaren IP-Adressen Bsp. Mobilfunk:

mehreren tausend Geräte nutzen eine IP Provider regeln individuelle Zuordnung

intern anders

Dasselbe gilt für Server im Internet Eine IP aber verschiedene Webseiten

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2.2 Mangel an verfügbaren IP-Adressen In der Regel sind Privatleute/Unternehmen

über NAT an Internet angebunden Jeder Rechner besitzt im Intranet eine private

IPv4-Adresse Bsp.: 192.168.0.5

Router "übersetzt„ interne Adresse in öffentliche IPv4-Adresse.

Eine öffentlichen IPv4-Adresse für mehrere Rechner (im Internet)

Nachteil: Computer nicht direkt über Internet ansprechbar

○ Portweiterleitung nötig ○ Erhöht jedoch die Sicherheit der einzelnen Nutzer

NAT für Router sehr rechenintensiv

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2.3 Aufgabe von IPv5 Nie umfassend spezifiziert Als Nachfolger von IPv4 konzipiert Sollte vor allem Übertragung von Audio-

und Videodaten besser unterstützen Hard- und Softwareindustrie nach

Abwägung von Kosten und Nutzen nicht interessiert IP-Adressen gab es damals noch reichlich

Direkt auf Entwicklung von IPv6 umgeschwenkt mittlerweile herrschende Adressknappheit = größere Unterstützung

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2.4 Entwicklung von IPv6 Internet Protocol Version 6 (IPv6) früher „Internet Protocol next Generation“ genannt Von IETF seit 1998 standardisiert

Internet Engineering Task Force

Geplante Hauptziele Adressraumvergrößerung! effizientes Routing Keine Fragmentierung mehr in Routern Mobile IP Sicherheitsfunktionen keine Broadcast Sendungen (auf IP Ebene) DHCP Standardisierung

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2.4 Entwicklung von IPv6 IPv4: 32 Bit Binärcode

dezimal codiert etwa 4,3 Milliarden mögliche Adressen z.B. 192.185.154.13

IPv6: 128 Bit Binärcode hexadezimal codiert etwa 340 Sextillionen mögliche Adressen z.B. 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344

Laut Verband der deutschen Internetwirtschaft keine Gefahr mehr, dass IP-Adressen ausgehen.

"600 Billiarden Adressen auf jeden Quadratmillimeter der Erdoberfläche.„

Geräte müssen mit dem IPv6-Protokoll umgehen können

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2.4 Entwicklung von IPv6 Gerechtere Verteilung? quantitativ wird sich eine Menge

verändern Ob sich bei, flächendeckender

Verbreitung qualitativ eine Änderung einstellen wird, ist fraglich

Solange administrative Struktur nicht verändert wird, bleibt Ungleichgewicht bei Zuteilung wohl bestehen

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2.5 Umstellung IPv4 -> IPv5 In gängigen Betriebssystemen

implementiert: Windows XP Linux 2.6 Mac OS 10.2 Android 2.1 iOS 4

Evtl. Software-Anpassungen nötig Hardware muss IPv6 unterstützen

vor allem Router

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2.5 Umstellung IPv4 -> IPv5 In gängigen Betriebssystemen

implementiert: Windows XP Linux 2.6 Mac OS 10.2 Android 2.1 iOS 4

Jedoch auch Software-Anpassungen Auch Hardware muss IPv6

unterstützen vor allem Router

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2.5 Umstellung IPv4 -> IPv5 Hauptarbeit der Umsetzung liegt auf der

Verwaltungsebene: Administration und Support müssen geschult

werden Dokumentationen und Konfigurationen müssen

für beide Protokolle erstellt und gepflegt werden z. B. für Routing, Firewalls,

Netzwerküberwachung, DNS und DHCP Dokumentationen oder Fehlermeldungen:

Früher einfach „IP“ Heute Unterscheidung: IPv4 und IPv6

Struktur des IP-Netzes wird etwa verdoppelt

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2.5 Umstellung IPv4 -> IPv5

Ausfälle bei Umstellung Inkompatibilitäten oder Unwissenheit der Fachkräfte Gerade in der Industrie mit großen

Kosten verbunden

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2.5 Umstellung IPv4 -> IPv5 World IPv6 Day am 8. Juni 2011 über 200 Webdienste für 24 Stunden zusätzlich

über IPv6 ausgeliefert (Dual-Stack) Initiatoren: u.A. Google, Yahoo und Akamai Wollen ISPs, Hardware- und

Betriebssystemhersteller sowie andere Websites motivieren, Einführung voranzutreiben

Fehlersuche: Einige Internetnutzer von Dual-Stack-Seiten

abgeschnitten Voraussichtlich Ende des Jahres wird IPv6

eingeführt. Da meisten Geräte kompatibel, sind keine größeren

Probleme zu erwarten

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3. Technik

3.1 Wie sieht einen IPv6 Adresse aus?

3.2 Was bedeuten die Segmente? 3.3 OSI-Modell Schicht 3 3.4 Mobile IPv6 3.5 Übergang von IPv4 zu IPv6

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3.1 Wie sieht einen IPv6 Adresse aus? Länge: 128 Bit Notation hexadezimaler Schreibweise mit Doppelpunkten 8 Blöcke zu je 16 Bit Netz-/Hostanteil je 64 Bits Führende Nullen oder komplette 0-Blöcke

können weggelassen werden Beispiel:

2001:0db8:00a3:0000:0000:8a2e:0070:0004 2001:db8:a3::8a2e:70:4

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3.2 Was bedeuten die Segmente

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2001:0db8: 85a3:08de: 1319:8a2e:0370:7347

Netz, dass Provider von RIR bekam.

Kunde bekam vom Provider das Netz:

2001:0db8:85a3::/48

oder nur:

2001:0db8:85a3:0800::/56

Letzten 64 Bit immer Host-Adresse

Entweder aus MAC-Adresse

oder anders eindeutig zugewiesen

Präfix Interface Identifier

3.3 OSI-Modell Schicht 3 Internet Protokoll ist auf Schicht 3 des OSI-

Modells angeordnet Sogenannte „Vermittlungsschicht“ Sorgt bei leitungsorientierten Diensten für das

Schalten von Verbindungen Bei paketorientierten Diensten für die

Weitervermittlung von Datenpaketen Wichtigsten Aufgaben: Bereitstellen netzwerkübergreifender Adressen Routing bzw. der Aufbau und Aktualisierung von

Routingtabellen Fragmentierung von Datenpaketen

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3.4 Mobile IPv6 Erweiterung des IPv6-Protokoll (RFC 3775) Überall unter gleichen IP-Adresse erreichbar

Beispielsweise im Heimnetzwerk und auf einer Konferenz Normalerweise aufwändige Änderung der Routing-

Tabellen Schatten-Rechner vertritt das Mobilgerät im Heimnetz

„Home Agent“ Eingehende Pakete werden an aktuelle Adresse

getunnelt „Care-of-Address“

Home Agent erfährt Care-of-Address des Mobilgerätes „Binding Updates“ Gerät sendet an Home Agent, sobald es neue Adresse im

besuchten Fremdnetz erhalten hat

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3.5 Übergang von IPv4 zu IPv6 Dual-Stack: Beteiligten Schnittstellen werden zusätzlich min.

eine IPv6-Adresse und notwendige Routinginformationen zugewiesen

Rechner können über beide Protokolle unabhängig kommunizieren

Verfahren sollte der Regelfall sein Scheitert oft daran, dass Router keine IPv6-

Weiterleitung unterstützen meistens die Zugangsserver des

Internetproviders oder die Heimrouter bei den Kunden

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3.5 Übergang von IPv4 zu IPv6 Tunnel: Um Router zu überbrücken die IPv6 nicht weiterleiten

IPv6-Pakete werden in Nutzlast anderer Protokolle, zu Tunnelgegenstelle übertragen meist in IPv4

Werden dort aus Nutzlast herausgelöst und via IPv6-Routing übertragen

Rückweg funktioniert analog. Weg der Pakete zum Ziel ist wegen Umweg über

Tunnelgegenstelle meistens nicht optimal Mögliche Nutzlast sinkt, da mehr Headerdaten

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3.5 Übergang von IPv4 zu IPv6

Übersetzungsverfahren: „Network Address Translation“ /

„Protocol Translation“ oder „Transport Relay Translation“ Falls IPv6 nicht aktiviert Nicht genügend IPv4-Adressen

um zwischen beiden Protokollen zu übersetzen.

Auch Proxy-Server bieten für einige Protokolle die Möglichkeit einer Kommunikation

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4. Nachteile

4.1 Keine Anonymität 4.2 Auf DNS angewiesen

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4.1 Keine Anonymität

Dauerhaft feste IP-Adresse möglich so eindeutig identifizierbar

Provider haben angekündigt, dass IP-Adresse weiterhin bei jedem Einwählen neu vergeben wird

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4.2 Auf DNS angewiesen Bei Ausfall des DNS-Systems, würden

URLs nicht mehr funktionieren z.B. durch Fehler, eine Katastrophe oder

gezielte Angriffe etc. Aufruf von „www.google.de“ wäre

zwecklos Wäre über „209.85.148.105“ weiterhin

erreichbar Relativ einfach zu merken

Bei IPv6 jedoch z.B.: „2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344“ Nicht leicht zu merken

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Quellen http://de.wikipedia.org/wiki/IPv6#Aufteil

ung_des_IPv6-Adressraums http://www.teltarif.de/internet/ipv6 http://www.tagesschau.de/inland/ipvday

100.html http://www.zdnet.de/magazin/39201232

/ipv6-fuer-alle-das-internet-von-morgen-schon-heute-nutzen.htm

http://www.sajonara.de/2006/12/05/ein-bild-unserer-zeit-globale-ip-adressierung

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