Wenn du schon mal online warst, hast du bestimmt schon von einer IP-Adresse gehört. Eine IP-Adresse, oder Internet Protocol-Adresse, ist eine eindeutige Kennung für jedes Gerät, das mit dem Internet verbunden ist. Sie ermöglicht es Geräten, sich gegenseitig zu finden und zu kommunizieren – ähnlich wie eine Hausadresse dir hilft, ein bestimmtes Haus zu finden.
Die am weitesten verbreitete Art von IP-Adressen ist IPv4, das in den 1980er Jahren entwickelt wurde. Es war jahrzehntelang der Standard, doch da immer mehr Menschen und Geräte mit dem Internet verbunden sind, werden die verfügbaren IPv4-Adressen knapp.
Um diesen Engpass zu beheben, wurde eine neue Version namens IPv6 entwickelt. IPv6 soll IPv4 ersetzen und bietet einen deutlich größeren Adressbestand. In diesem Artikel schauen wir uns die Eigenschaften von IPv4 an, vergleichen sie mit IPv6, zeigen die Vorteile von IPv6 auf und erklären, warum der Übergang von IPv4 zu IPv6 Zeit braucht.
Was ist IPv4 und welche Probleme gibt es damit?
Wie bereits erwähnt, ist Internet Protocol Version 4, kurz IPv4, der am weitesten verbreitete IP-Adresstyp. Dieses Protokoll verwendet ein 32-Bit-Adressschema, das rund 4,29 Milliarden eindeutige IP-Adressen ermöglicht.
Das liegt daran, dass jedes Bit der 32-Bit-Adresse einen von zwei möglichen Werten annehmen kann: 0 oder 1. Daraus ergeben sich 2^32 mögliche eindeutige Adressen, also die oben genannten 4,29 Milliarden.
Vergleicht man diese Zahl mit der Anzahl der Internetnutzer seit den Anfängen in den 1980er-Jahren, wird schnell klar, warum die eindeutigen IPv4-Adressen knapp werden. Hinzu kommt, dass einige dieser Adressen für bestimmte Zwecke reserviert sind, etwa für private Netzwerke (10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 und 192.168.0.0/16), Multicast-Adressen und andere Sonderfälle. Das reduziert den verfügbaren Adressraum weiter.
Außerdem wird bei IPv4 die Paketfragmentierung, also das Aufteilen von Datenpaketen in kleinere Einheiten, die zum Netzwerkpfad passen, von den Routern übernommen. Das erhöht die Netzwerklast und kann die Datenübertragung und damit die Netzwerkgeschwindigkeit verlangsamen.
Schließlich erfordert IPv4 Broadcasting: Daten werden an alle Geräte im Netzwerk gesendet, unabhängig davon, ob diese sie benötigen. Das führt zu unnötiger Netzwerklast und Ineffizienzen.
Was ist IPv6?
Nachdem IPv4 nun ausführlich erklärt wurde: Was ist IPv6? IPv6 wurde bereits 1998, kurz nach IPv4, entwickelt. Da IPv4 damals noch ausreichte, blieb genug Zeit, IPv6 weiterzuentwickeln, bevor es 2012 schließlich eingeführt wurde. 2017 wurde IPv6 zum Internetstandard erklärt und wird seitdem schrittweise in die allgemeine Netzwerkinfrastruktur integriert.
Allerdings hat sich IPv6 noch nicht vollständig durchgesetzt. Warum das so lange dauert, besprechen wir weiter unten. Zurück zum Thema: Was ist IPv6? Wie der Name andeutet, steht IPv6 für Internet Protocol Version 6. Das Hauptziel bei der Entwicklung von IPv6 war es, die Erschöpfung eindeutiger IPv4-Adressen zu beheben.
Zu diesem Zweck verwendet IPv6 eine 128-Bit-Adresse. Wie bei IPv4 gibt es auch hier für jedes Bit zwei mögliche Werte. Da die Adresse jedoch 128 Bit lang ist, ergibt das 2^128, also 340 Undezillionen (eine 34 mit 37 Nullen) eindeutige Adressen.
Um diese unvorstellbar große Zahl greifbar zu machen: Selbst wenn man jede Sekunde eine Milliarde IPv6-Adressen generieren würde, würde es mehr als 10 Billionen Jahre dauern, den Adressraum zu erschöpfen. Das ist mehr als das 700-fache des aktuellen Alters des Universums (13,8 Milliarden Jahre).
Mit IPv6 werden uns also keine IP-Adressen ausgehen. Neben der Zukunftssicherheit für das Internet of Things (IoT), also vernetzte Geräte wie Smartphones und Smart-Home-Geräte, die alle eine IP-Adresse benötigen, bietet IPv6 noch viele weitere Vorteile.
IPv4 vs. IPv6
Nachdem die Fragen "Was ist IPv4?" und "Was ist IPv6?" beantwortet sind, schauen wir uns IPv4 vs. IPv6 und die Unterschiede zwischen beiden an.
IPv4 und IPv6 sind grundlegende Internet-Protokollversionen zur Identifikation von Geräten in Netzwerken. Beide nutzen Klassenloses Inter-Domain-Routing (CIDR) für eine effiziente Adressverwaltung. CIDR erweitert das klassische klassenbasierte System und gibt Netzwerkadministratoren mehr Flexibilität bei der Zuweisung von IP-Adressen, indem die Präfixlänge an den jeweiligen Bedarf angepasst wird. Bei IPv4 bedeutet eine Adresse wie 192.168.1.0/24 beispielsweise, dass 24 Bits für das Netzwerk verwendet werden und 8 Bits für Host-Adressen verbleiben, was 256 eindeutige Adressen ergibt. Bei IPv6 legt eine Adresse wie 2001:db8::/64 die ersten 64 Bits für das Netzwerk fest und ermöglicht so eine sehr große Anzahl möglicher Geräteadressen. Durch CIDR können sowohl IPv4 als auch IPv6 den Adressraum optimal nutzen, das Routing vereinfachen und den wachsenden Anforderungen des Internets gerecht werden.
Der zentrale Unterschied zwischen IPv4 und IPv6 liegt im verfügbaren Adressraum: IPv6 bietet eine weitaus größere Anzahl an IP-Adressen. Das war das primäre Entwicklungsziel. Gleichzeitig behebt IPv6 alle bekannten Schwächen seines Vorgängers. So ist beispielsweise IPsec als fester Bestandteil des Protokolls integriert, was einen besseren Schutz vor Cyberangriffen wie Man-in-the-Middle-Angriffen oder Packet-Sniffing bietet.
Was die Paketfragmentierung betrifft, die bei der Verwendung von IPv4 von den Routern übernommen wird: Bei IPv6 liegt die Fragmentierung beim sendenden Gerät, was den Aufwand für Router reduziert und die Effizienz verbessert.
IPv6 ist zudem kostengünstig, da keine DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)-Server mehr nötig sind, um diese Art von IP-Adresse zuzuweisen – anders als bei IPv4. Der Grund: IPv6 unterstützt SLAAC (Stateless Address Autoconfiguration), wodurch Geräte ihre IP-Adressen automatisch anhand des Netzwerks generieren, mit dem sie sich verbinden, ganz ohne DHCP-Server.
Ein weiterer Unterschied zwischen IPv4 und IPv6 liegt im Broadcasting von IPv4, das zu Netzwerküberlastung und Ineffizienz führt. IPv6 behebt dieses Problem durch Multicasting und sendet Daten nur an die Geräte, die sie benötigen. Das macht IPv6 zu einer effizienteren Lösung für IP-Adressen, besonders für Unternehmen mit einer großen Anzahl von Geräten.
Ein weiterer wichtiger Vorteil von IPv6 gegenüber IPv4: IPv6 benötigt kein Network Address Translation (NAT). NAT wurde für IPv4 eingeführt, weil die Zahl der verfügbaren IPv4-Adressen nicht ausreichte – als Workaround konnten so mehrere Geräte in einem privaten Netzwerk eine einzige öffentliche IPv4-Adresse teilen.
Für IPv4 war NAT zwar notwendig, doch es reduzierte die Transparenz, erhöhte die Komplexität und störte Anwendungen, die eine durchgehende Verbindung erforderten. IPv6 hingegen bietet so viele IP-Adressen, dass NAT schlicht nicht nötig ist – das bedeutet schnellere und zuverlässigere Verbindungen für Online-Gaming, Voice over IP (VoIP) und Videokonferenzen.
Für einen tieferen Einblick in IPv4 und IPv6, einschließlich ihrer Adressierungsformate, Bereiche und Klassen, Subnetzmasken, und andere verwandte Konzepte findest du in dieser ausführlichen Referenz: [Link zur PDF]
Warum nutzen wir IPv6 noch nicht?
Die Vorteile von IPv6 gegenüber IPv4 liegen auf der Hand – doch warum ist die Umstellung noch nicht vollzogen? Ganz so einfach ist es nicht, das gesamte Internet von einem IP-Adresstyp auf einen anderen umzustellen. Dazu kommen noch weitere Gründe, auf die wir gleich eingehen.
Infrastrukturkosten
Das Problem bei jeder Art von Veränderung, besonders in diesem Ausmaß, sind die Kosten. Der Wechsel von IPv4 zu IPv6 bildet da keine Ausnahme: Fast alle Systeme – Server, Router, Switches usw. – sind auf IPv4 ausgelegt. Zwar unterstützen die meisten neueren Systeme inzwischen IPv6, doch Unternehmen und Internet Service Provider (ISPs) zögern größtenteils, ihre Infrastruktur auf vollständige IPv6-Unterstützung umzurüsten, solange es nicht unbedingt nötig ist – also erst dann, wenn sie durch geänderte Vorschriften dazu verpflichtet werden.
Ein Beispiel: Einer der größten ISPs in den USA benötigte über sechs Jahre, um IPv6 vollständig zu integrieren. Comcast nannte zwar keine konkreten Zahlen, berichtete aber von umfangreichen Umbauten der eigenen Infrastruktur.
Kompatibilität und Altsysteme
Ein wesentlicher Grund, der den Wechsel von IPv4 zu IPv6 bremst: Ein Großteil der weltweiten Netzwerkinfrastruktur wurde vor der Einführung von IPv6 gebaut und läuft auf veralteten Systemen. Hinzu kommt, dass viele Anwendungen und Programme noch auf IPv4 ausgelegt sind und IPv6 nicht unterstützen - das macht den Umstieg zusätzlich unattraktiv.
Dennoch wurden viele Übergangslösungen für die aktuelle IP-Adressknappheit mit IPv4 entwickelt, etwa durch dynamische IP-Adresszuweisung, NAT und andere Methoden zur Wiederverwendung von IPv4-Adressen. Das hat auch dazu geführt, dass die meisten Unternehmen und ISPs den Wechsel zu IPv6 bislang hinauszögern, da das bestehende System nach wie vor funktioniert.
Langsam, aber sicher
Trotz der bereits erwähnten Gründe wird IPv6 nach und nach in unsere Systeme integriert, allerdings schreitet dieser Prozess langsam voran. Eine der vorläufigen Lösungen für den Zeit- und Kostenaufwand beim Wechsel zu IPv6 ist der Dual-Stack-Ansatz: Die meisten Netzwerke und Geräte arbeiten heute bereits damit, das heißt, sie unterstützen sowohl IPv4 als auch IPv6.
Auch wenn das die Sache etwas komplizierter macht, ist es ein effizienter Weg, IPv4 weiter zu nutzen und gleichzeitig schrittweise auf IPv6 umzusteigen. Der Betrieb von Dual-Stack-Umgebungen ist jedoch technisch und finanziell aufwendig — das lohnt sich nur für Länder mit den nötigen Ressourcen, wie die USA und Japan, die bei der IPv6-Netzwerkadoption bereits die 50-Prozent-Marke erreicht haben oder kurz davor stehen.
Selbst Länder wie Großbritannien und Spanien kommen dabei jedoch nur auf eine IPv6-Verbreitung von rund 30 % bzw. 2,5 % – von Ländern mit weniger Ressourcen ganz zu schweigen.
Fazit
Letztlich müssen alle Unternehmen und ISPs früher oder später auf IPv6 umsteigen – das liegt daran, dass AFRINIC (die IP-Registry für Afrika), die letzte der globalen IP-Adress-Registries, ihre IPv4-Adressen aufbraucht. Schon bald werden selbst Übergangslösungen wie NAT und die Wiederverwendung von IP-Adressen nicht mehr ausreichen, um den wachsenden Bedarf zu decken.
Stand 2023 greifen 40 % der weltweiten Google-Nutzer über IPv6 auf dessen Dienste zu – ein Wert, der seit 2016 kontinuierlich von nur 10 % gestiegen ist. Wer sein Angebot zukunftssicher aufstellen oder einfach eine schnellere, zuverlässigere Verbindung nutzen möchte, findet bei Cloudzy den besten und günstigsten IPv6-VPS auf dem Markt. Im Lieferumfang unseres IPv6-VPS ist außerdem ein /64-Subnetz kostenlos enthalten: ein Pool von 18.446.744.073.709.551.616 IPv6-Adressen, die ausschließlich Ihnen gehören.
Falls Sie sich Gedanken über die Kompatibilität machen: Sie können IPv4 hinzufügen, um Ihr IPv6 VPS für nur einen Dollar pro Monat dual-stack-fähig zu machen. Sehen Sie sich Cloudzy's IPv6 VPS Tarife hier an!
Häufig gestellte Fragen
Was ist IPv4, und was ist IPv6?
IPv4 und IPv6 sind verschiedene Versionen des Internetprotokolls. Eine Internetprotokoll-Adresse, kurz IP-Adresse, legt fest, wie ein mit dem Internet verbundenes Gerät ein anderes Gerät findet, mit ihm interagiert und kommuniziert. Da die eindeutigen IPv4-Adressen knapp werden, wurde IPv6 als neueste Version des Internetprotokolls eingeführt, die praktisch unbegrenzt viele IP-Adressen bietet.
Welche Vorteile bietet IPv6 gegenüber IPv4?
IPv6 bietet etwa 340 Undezillion (34 gefolgt von 37 Nullen) eindeutige Adressen, integrierte IPv6-Sicherheit mit obligatorischem IPsec, geringere Komplexität durch SLAAC (Stateless Address Autoconfiguration) statt IPv4's DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), sowie bessere Effizienz und niedrigere Latenz durch Multicasting und den Wegfall von NAT.
Können IPv4 und IPv6 im selben Netzwerk koexistieren?
Ja, Netzwerke können im sogenannten Dual-Stack-Modus konfiguriert werden, in dem IPv4 und IPv6 gleichzeitig laufen. So bleibt dein System mit allen Netzwerken kompatibel und du kannst schrittweise zu IPv6 migrieren. Eine eigene Dual-Stack VPS bekommst du für nur einen Dollar pro Monat zusätzlich zu deiner IPv6 VPS von Cloudzy unter günstigste Preise hier!
