Was ist IPv6?

Version 6 von IP. Sie erweitert die Adressen auf 128 Bit, geschrieben als acht Gruppen zu 16 Bit in hexadezimaler Schreibweise (Basis 16), etwa 2001:db8::1. Der Header ist mit festen 40 Byte einfacher, und Router auf dem Weg fragmentieren keine Pakete. IPv6 ist nicht mit IPv4 kompatibel, daher erfolgt der Übergang mit Dual Stack, bei dem beide gleichzeitig laufen, und mit Übersetzungsmechanismen.

Japanische Bezeichnung: IPv6

„IPv6“ kommt in 9 Übungsfragen aus 2 Themen vor, z. B. Netzwerkdesign und Netzwerkbetrieb, Grundlagen der Computernetzwerke.

Fachgebiet: Grundlagen der Computernetzwerke

Schreibweise und Arten von Adressen

Eine 128-Bit-Adresse wird in acht 16-Bit-Gruppen geteilt, die jeweils als vierstellige Hexadezimalzahl (Basis 16) geschrieben und durch Doppelpunkte getrennt werden. Führende Nullen einer Gruppe können entfallen, und eine Folge reiner Nullgruppen kann einmal durch :: ersetzt werden, sodass aus 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001 die Adresse 2001:db8::1 wird. Üblicherweise bilden die oberen 64 Bit das Präfix, das das Netzwerk bezeichnet, und die unteren 64 Bit die Interface-ID; einem LAN wird ein /64 zugewiesen. Zu den Adressarten gehören globale Unicast-Adressen für das Internet, Link-Local-Adressen (fe80::/10), die nur auf einer Verbindung gelten und an jeder Schnittstelle vorhanden sind, Unique-Local-Adressen (fc00::/7) für den Einsatz innerhalb einer Organisation und Multicast-Adressen (ff00::/8). Broadcast gibt es nicht.

Wichtige Änderungen gegenüber IPv4

Der Header hat feste 40 Byte, und Optionen wurden in Erweiterungsheader verlagert, die über das Feld „Next Header“ verkettet werden. Die Header-Prüfsumme entfiel; die Fehlererkennung bleibt der Sicherungsschicht und höheren Schichten überlassen. Nur die Quelle fragmentiert Pakete: Ein Router verwirft ein zu großes Paket und meldet das mit ICMPv6, und die Quelle passt die Paketgröße per Path MTU Discovery an. Jede Verbindung muss eine MTU von mindestens 1280 Byte unterstützen. Die Nachbarerkennung (NDP) über ICMPv6 ersetzt ARP, um die MAC-Adresse zu ermitteln, und Hosts können ihre Adressen aus Router Advertisements selbst konfigurieren (SLAAC).

Nebeneinander mit IPv4

IPv6 und IPv4 verwenden unterschiedliche Headerformate und können nicht direkt miteinander kommunizieren. Der Übergang kombiniert daher Dual Stack, bei dem ein Gerät beide betreibt, Tunnel, die IPv6-Pakete in IPv4-Paketen transportieren oder umgekehrt, und Übersetzung wie NAT64 mit DNS64, die reinen IPv6-Hosts den Zugriff auf IPv4-Server ermöglicht. Bei ausreichend vielen Adressen ist NAT zum Sparen von Adressen nicht mehr nötig, eine Firewall zum Blockieren unerwünschter eingehender Verbindungen aber weiterhin. Temporäre Adressen mit zufälligen, kurzlebigen Interface-IDs erschweren das Verfolgen von Geräten.

Jetzt üben: Fragen zu IPv6

Welche Schreibweise kürzt die IPv6-Adresse 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001 gemäß den Abkürzungsregeln richtig ab?

  1. A2001:db8:1
  2. B2001:db8::1
  3. C2001:db8::0::1
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Antwort: B. 2001:db8::1

Eine IPv6-Adresse ist 128 Bit lang (IPv4: 32 Bit) und wird in acht Gruppen zu 16 Bit geteilt, die jeweils als vierstellige Hexadezimalzahl geschrieben werden. Es gibt zwei Abkürzungsregeln: Führende Nullen jeder Gruppe dürfen entfallen (0db8→db8, 0001→1), und eine Folge aufeinanderfolgender Null-Gruppen darf ein einziges Mal durch „::“ ersetzt werden. Hier werden die fünf Null-Gruppen von der dritten bis zur siebten zusammengefasst, was 2001:db8::1 ergibt. „::“ zweimal zu verwenden ist unzulässig, weil dann unklar wäre, wie viele Null-Gruppen jedes davon vertritt. „2001:db8:1“ hat nur drei Gruppen, und es fehlt das „::“, das ausgelassene Null-Gruppen kennzeichnet; es ließe sich daher als andere Adresse lesen und ist falsch.

Welcher Bereich enthält bei IPv6 die Link-Local-Adressen, die nur innerhalb derselben Verbindung (Link) verwendet werden und auf jeder Schnittstelle, die IPv6 nutzt, stets automatisch konfiguriert sind?

  1. A2001:db8::/32
  2. Bff00::/8
  3. Cfe80::/10
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Antwort: C. fe80::/10

Link-Local-Adressen liegen im Bereich fe80::/10; sie werden nicht über Router hinaus weitergeleitet und nur für die Kommunikation innerhalb derselben Verbindung verwendet. Sie dienen etwa dem Austausch bei der Nachbarerkennung (NDP) und bei Router Advertisements, und auch das Standardgateway eines Endgeräts ist normalerweise die Link-Local-Adresse des Routers. 2001:db8::/32 ist ein Bereich, der für Beispiele in Erklärungen und Dokumenten reserviert ist (Dokumentationsadressen). ff00::/8 enthält die Multicast-Adressen; IPv6 verwendet Multicast anstelle von Broadcast.

Häufige Fragen

Wie viele IPv6-Adressen gibt es?

2^128, also etwa 3,4 × 10^38. Das sind ungleich mehr als die 2^32 (etwa 4,3 Milliarden) von IPv4; schon ein einzelnes /64, das einem LAN zugewiesen wird, enthält 2^64 Adressen.

Können ein IPv4-Host und ein IPv6-Host direkt miteinander kommunizieren?

Nein, weil sich ihre Headerformate unterscheiden. Dual-Stack-Geräte mit beiden Adressarten kommunizieren entweder über IPv4 oder über IPv6, und ein reiner IPv6-Host braucht einen Übersetzungsmechanismus wie NAT64, um einen IPv4-Server zu erreichen.

Was bedeutet :: in einer IPv6-Adresse?

Es markiert die Stelle, an der eine Folge reiner Nullgruppen weggelassen wurde. Es darf in einer Adresse nur einmal vorkommen, denn bei zweimaligem Vorkommen ließe sich nicht feststellen, wie viele Nullgruppen jedes ersetzt.

„IPv6“ in den Erläuterungen

Fragen mit „IPv6“ (9)

  1. Welche Schreibweise kürzt die IPv6-Adresse 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001 gemäß den Abkürzungsregeln richtig ab?
  2. Welcher Bereich enthält bei IPv6 die Link-Local-Adressen, die nur innerhalb derselben Verbindung (Link) verwendet werden und auf jeder Schnittstelle, die IPv6 nutzt, stets automatisch konfiguriert sind?
  3. Wie erzeugt ein Endgerät bei SLAAC (zustandsloser Adressautokonfiguration) von IPv6 eine globale Unicast-Adresse?
  4. Zwei Standorte, die nur IPv6 betreiben, sollen über ein Netzwerk verbunden werden, das nur IPv4 betreibt, und der Verkehr zwischen den Standorten soll aus IPv6-Paketen bestehen bleiben. Welches Verfahren ist geeignet?
  5. Welche Beschreibung der Aufgabe von ARP ist richtig?
  6. Welche Beschreibung der Aufgabe von TTL (Time To Live) im IPv4-Header ist richtig?
  7. Welcher DNS-Ressourceneintrag gibt den Mailserver an, der die an eine Domain adressierten E-Mails empfängt?
  8. Ein Endgerät kommuniziert über einen Site-to-Site-VPN-Tunnel mit einem entfernten Webserver. TCP-Verbindungen lassen sich aufbauen und kleine Seiten werden angezeigt, doch Downloads großer Dateien bleiben mittendrin stehen. Die MTU im Tunnel beträgt 1400 Byte, und der Server sendet 1500-Byte-Pakete mit verbotener Fragmentierung (DF-Bit auf 1). Außerdem ist die Firewall vor dem Server so eingestellt, dass sie jegliches ICMP verwirft. Was ist die wahrscheinlichste Ursache?
  9. Welche Beschreibung von DSCP im IP-Header, das bei der QoS-Steuerung verwendet wird, ist richtig?

Vergleiche mit diesem Begriff

Verwandte Begriffe

IPv4 Router Paket (Datenpaket) DNS (Domain Name System) Standardgateway (Default Gateway) MAC-Adresse IP (Internet Protocol) ICMP (Internet Control Message Protocol) SLAAC (zustandslose Adressautokonfiguration) ARP (Address Resolution Protocol)

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