Die Adressräume im IPv4-Bereich werden immer knapper. Zwar sind die verfügbaren IP-Adressen noch nicht erschöpft, die letzten verfügbaren Bereiche wurden aber schon an die jeweiligen Organisationen zugewiesen. Doch die Adressknappheit ist nicht der einzige Grund, warum ein neuer Standard in Form von IPv6 verabschiedet und eingeführt werden musste.

Für viele ist der Begriff IPv6 erst letztes Jahr in den Fokus gerückt. Dabei ist der neue Standard schon 1998 verabschiedet worden. Im Netz kursieren viele Informationen und Stimmen dazu, oft auch kritische. Besonders Privatanwender, die plötzlich in ihrer „Bewegungsfreiheit“ eingeschränkt sind, weil ihre Anschlüsse nicht mehr durch DynDNS-Dienste aus dem Internet erreichbar sind, beklagen sich lautstark über die ungewollte IPv6-Umstellung. Auch Datenschützer kritisieren die neue Adressierungsmethode.

Der Wechsel von IPv4 auf IPv6 scheint auf den ersten Blick tatsächlich ein wenig seltsam. „Warum wird eine Version übersprungen?“, fragen sich einige. Das aber ist gar nicht der Fall, es gibt IPv5 nämlich durchaus. Hierbei handelt es sich jedoch um ein experimentelles Protokoll, das für die Echtzeitübertragung entwickelt wurde. Es wurde insbesondere für  Video- und Audiodaten entwickelt, wurde jedoch niemals für den öffentlichen Betrieb eingesetzt.

Einer der Hauptgründe für die Einführung von IPv6 ist die schwindende Anzahl der verfügbaren IPv4-Adressen, die zwingend erforderlich sind, um die Kommunikation im Internet zu ermöglichen. Jedes Gerät, das an der Netzkommunikation teilnehmen soll, benötigt eine eindeutige IP-Adresse. Das heißt: Jeder Server, jeder Computer, jedes Smartphone und alle anderen erdenklichen Geräte bis hin zum modernen Thermostat (Internet of Things) muss erreichbar sein. Da mit IPv4 mit einer Länge von nur 32 Bit nur rund 4,3 Milliarden Adressen vergeben werden können, reicht dieser Adressraum bei der steigenden Anzahl internetfähiger Geräte nicht mehr aus.

Natürlich gibt es Technologien wie NAT, durch die mehrere Geräte sich eine IP-Adresse teilen können und weiterhin erreichbar sind. Auf die Nachteile dieser Technik komme ich aber später noch zu sprechen. IPv6 hingegen bietet mit einer Länge von 128 Bit eine schier gigantische Menge an IP-Adressen. Genauer gesagt können 3,4 mal 10 hoch 38 (340 Sextillionen) verschiedene IP-Adressen zugewiesen werden. So kann jedes Gerät auf der Welt eine IP-Adresse bekommen. Rein theoretisch können pro Quadratmeter Fläche auf der Erde rund 1500 IP-Adressen genutzt werden.

NAT-Technologien finden wir in jedem Router.

Mit IPv6 kann die Network-Address-Translation weitgehend vermieden werden. Das so genannte NAT umfasst Verfahren, mit denen Adressinformationen in Datenpaketen durch andere ersetzt werden, um verschiedene Netze zu verbinden. Zuhause finden wir NAT-Technologie in jedem Router. So wird es mehreren Geräten möglich, über nur eine IP-Adresse mit der Außenwelt zu kommunizieren.

Auch in großen Rechenzentren müssen solche Übersetzungsvorgänge stattfinden, was mitunter zu sehr hohen Rechenlasten und entsprechenden Kosten führt. IPv6 ermöglicht ein weitgehendes Wegfallen von NAT-Technolgien und macht so eine schnellere und effizientere Weiterleitung von Datenpaketen möglich, was langfristig zu einer schnelleren Infrastruktur führen könnte.

Ein wesentlicher Vorteil von IPv6 ist das verbesserte Routing. Durch einen angepassten IP-Header wird die Identifikation von Datenströmen vereinfacht. Routing-Tabellen werden mit dem neuen Protokoll somit drastisch vereinfacht.

Jedes Gerät kann im IPv6-Universum eine feste, einzigartige IP-Adresse haben. Sobald IPv6 vollständig implementiert ist, wird jeder Host theoretisch (wenn wir Firewalls und sonstige Konfigurationen ausklammern) in der Lage sein, einen anderen direkt über das Internet zu erreichen.

Auch in Sicherheitsaspekten ist IPv6 IPv4 überlegen. Während für die Verschlüsselung der Kommunikation über IPv4-Lösungen wie SSL, VPN und so weiter nötig werden, beinhaltet IPv6 IPSec als Verschlüsselungsstandard, sodass eine bessere Datensicherheit im Vergleich zu IPv4 gewährleistet werden kann. Leider ist der IPSec-Zusatz mittlerweile optional, sodass Anbieter sich auch gegen die Implementation entscheiden können.

Auch für mobile Geräte bringt IPV6 Vorteile mit sich. So können mobile Devices wie Smartphones von einem weltweiten Roaming profitieren, ohne dabei ihre IP-Adresse zu verlieren. So kann die Datenübertragung zu diesen Geräten effizienter gestaltet werden, was vor allem bei Echtzeitanwendungen wie Voice Over IP zum Tragen kommen sollte.

Durch den Aufbau von IPv6 wird eine hierarchische Vergabe von IP-Adressen möglich. Dadurch wird eine automatische Konfiguration in IPv6-Netzen möglich, wodurch Technologien wie DHCP nicht mehr benötigt werden, das Fehlen eines DHCP-Servers nicht in Funkstille endet und das Management von Netzwerken deutlich erleichtert wird. Sollte eine feste Adressvergabe nötig sein, ist sie weiterhin über DHCPv6 möglich.

Die IPv6-Timeline aus einer Cisco-Präsentation aus dem Jahr 2002

IPv4 bietet einige Priorisierungsmechanismen für eine schnellere Übertragung von Daten. Um von diesen profitieren zu können, müssen jedoch sowohl beide Endgeräte, als auch alle weiteren Netzwerkkomponenten, die in der Kommunikation zwischen diesen Endgeräten zum Einsatz kommen, diese Technologien unterstützen. Bei IPv6 hingegen ist eine solche Quality-Of-Service-Technologie (QoS) direkt eingebaut, sodass die Priorisierung von Datenpaketen für ein effizienteres Routing immer möglich ist.

Diese Funktion könnte die Netzneutralität gefährden, ist jedoch ein Gewinn für Anwendungen, die auf Echtzeitübertragung angewiesen sind, da so ein deutlich effizienteres Routing erfolgen kann – ob über das Internet oder in internen Netzwerken.

Viele Privatanwender kritisieren den neuen Standard, der ihnen häufig beim Wechsel des Anbieters „aufgezwungen“ wird, da sie nicht mehr wie gewohnt von unterwegs auf ihr Heimnetzwerk zugreifen können. Das liegt daran, dass IPv6 anders als bei Weiterentwicklungen üblich, nicht kompatibel zum Vorgänger IPv4 ist. Viele Anbieter nutzen daher eine so genannte Dual-Stack-Technologie, bei der Benutzern eine IPv6- und eine IPv4-Adresse zur Kommunikation zur Verfügung gestellt werden. Die IPv4-Adresse kann jedoch in den meisten Fällen nicht zum Zugriff auf das heimische Netz benutzt werden.

Auch die Vergabe von theoretisch ein Leben lang gültigen IP-Adressen ist vielen ein Dorn im Auge. Datenschützer befürchten eine vollständige Überwachung. Zwar bieten einige Anbieter so genannte „Privacy Extensions“ für die Vergabe von IPv6-Adressen, bei denen weiterhin alle 24 Stunden eine neue IP-Adresse vergeben wird. Außerdem haben Benutzer die Möglichkeit, ihre IP-Adressen selbst zu ändern beziehungsweise automatisch vom Betriebssystem ändern zu lassen. Den faden Nachgeschmack der Totalüberwachung wird IPv6 aber so schnell nicht loswerden können.

Dennoch kommen wir nicht am neuen Standard vorbei. In Zukunft werden wir nicht nur von den großzügigen Adressräumen, sondern langfristig auch von den verbesserten Routing-Möglichkeiten von IPv6 profitieren. Die Auswirkungen sollten in der Theorie besonders bei einer weitgehenden Komplettumstellung spürbar werden.