IPv4 vs. IPv6: Was ist der Unterschied?

Nicht alle IP-Adressen (kurz für „Internetprotokoll“) sind gleich. IP legt gemeinsame Regeln für den Austausch von Informationspaketen fest, die ein kohärentes Funktionieren von Computernetzwerken ermöglichen. Damit jedes Gerät mit anderen Geräten über das Internet kommunizieren kann, muss es eindeutig identifiziert werden. IP arbeitet mit dem Transmission Control Protocol (TCP) zusammen, um sicherzustellen, dass alles, was mit dem Internet verbunden ist, weiß, wie und wohin der Datenverkehr gesendet werden soll. IPv4 war heute das vierte und am weitesten verbreitete IP-System, während viele Anstrengungen unternehmen, das sechste System, IPv6, heute zum bevorzugten System zu machen.

Wir werden die wichtigsten Unterschiede untersuchen, die Website-Hosts beachten müssen, wenn sie IPv4- und IPv6-Adressen in Betracht ziehen, und wie jede Internetprotokollversion für ihre Zwecke geeignet ist.

Was ist IPv4?

IPv4 ist das ursprüngliche Internetprotokoll-Adressierungssystem, das erstmals 1983 vom ARPANET-System des frühen Internets angewendet wurde. Über 90 % des Internetverkehrs verwendet immer noch eine IPv4-Adresse, da sie extrem vielseitig ist und bis heute problemlos von der allgemeinen Infrastruktur des Internets aufgenommen werden kann .

Mit dem 32-Bit-Adressformat von IPv4 sind mehr als 4 Milliarden eindeutige IP-Adresskombinationen möglich – 2^32, um genau zu sein. Dennoch veranlasste die Verbreitung des Internets und der Rechenkapazitäten Informatiker, ein IP-Adressformat mit viel höheren Bitraten zu entwickeln. Obwohl IPv4 bestimmte Einschränkungen hat, hat es immer noch bestimmte Funktionen, die das IPv6-Format nicht hat, was die Verwendung des IPv4-Systems erweitern könnte, selbst wenn Übergänge zu IPv6 stattfinden. Wie lange das noch so sein wird, kann niemand sicher sagen, aber sicher ist, dass IPv4 nicht einfach aus heiterem Himmel obsolet wird.

Was ist IPv6?

Mit 128 Bit bietet diese IP-Version die Kapazität für 340 Zehnmillionen eindeutige IP-Adresskombinationen – effektiv eine unendliche Menge. IPv6, auch „IPng“ (oder „Internet Protocol next generation“) genannt, wurde 1994 von der Internet Engineering Task Force erfunden und 1998 eingesetzt, hauptsächlich um mehr IP-Adressen bereitzustellen, aber auch um bestimmte Beschränkungen von IPv4 zu beseitigen. Dazu gehört auch die Überwindung von Beschränkungen, die es mehreren Zugangsgeräten ermöglichen, sich gleichzeitig mit dem Internet zu verbinden.

Hauptunterschiede

Obwohl IPv6 erfunden wurde, um bestimmte Einschränkungen von IPv4 zu verbessern, gibt es immer noch einzigartige Unterschiede zwischen den beiden, die es schwer machen zu sagen, dass das eine absolut besser ist als das andere. Beide erfüllen die Hauptaufgabe, über ein Netzwerk verbundene Maschinen zu identifizieren, aber sie erfüllen diese Aufgabe auf sehr unterschiedliche Weise mit eigenen Vor- und Nachteilen.

Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, dass IPv6 über eine hierarchische Adressierungs- und Routing-Infrastruktur verfügt, die Routing-Tabellen für verschiedene Links auf einer Website und die mit dem Netzwerk dieses Website-Servers verbundenen Geräte (oder genauer gesagt die eindeutigen Kennungen dieser Geräte) vereinfacht. IPv4 erfordert viele mehrere Bezeichner, die verwirrend werden können, während IPv6 einen einzelnen Wert mit mehreren Präfixen verwenden kann, um dasselbe ohne komplizierte Routing-Tabellen und Algorithmen zu erreichen.

Weitere wichtige Unterschiede zwischen IPv4- und IPv6-Adressen sind:

• IPv6 unterstützt keine Übertragung von IP-Adressen, was IPv4 zwangsläufig tut.
• IPv4 ordnet MAC-Adressen über das Address Resolution Protocol (ARP) zu, während IPv6 das Neighbor Discovery Protocol (NDP) verwendet, um dasselbe zu erreichen.
• Aufgrund seiner Größenbeschränkungen ist IPv4 in fünf verschiedene Klassen unterteilt – IPv6 benötigt keine Klassenkategorien.

IPv6- und IPv4-Nomenklatur

Sie können den Unterschied zwischen den beiden Adressformaten leicht erkennen, je nachdem, ob die Adresse numerisch oder alphanumerisch ist. IPv4 verwendet ausschließlich numerische IP-Adressen, während IPv6 alphanumerische Hexadezimalzeichen verwendet. Außerdem werden die Binärbits in IPv4-Adressen durch einen Punkt (.) getrennt – IPv6-Adressen trennen Binärbits stattdessen durch einen Doppelpunkt (:). Hier ist ein Beispiel für beides:

IPv4: 192.149.250.00

IPv6: 3ffe:1900:fe20:4554:0000:0000:0000:0000

Die größere Bitlänge von IPv6 ermöglicht eine größere Vereinfachung des Datenpaketaustauschs und der Routing-Datenbanken. Dies ist nicht nur für Netzwerkmanager einfacher zu handhaben, sondern führt auch zu mehr Effizienz. Auf komplizierte Subnetz- und Header-Systeme muss man sich nicht verlassen, und der Paketaustausch kann stattfinden, ohne dass so viel Rechenaufwand erforderlich ist, um Paketaustausch- und Routing-Algorithmen aufzulösen.

Gewährleistung der Kompatibilität zwischen IPv4 und IPv6

Das ist die Richtung, in die die Dinge gehen, aber es sollte beachtet werden, dass IPv4 immer noch berücksichtigt werden muss, und das aus guten Gründen. Zum einen wurde die überwiegende Mehrheit der Netzwerk-IT und -Infrastruktur auf der Grundlage von IPv4 erstellt und muss neben IPv6 gewartet werden. Ein weiterer Grund ist, dass IPv6, obwohl es in vielerlei Hinsicht verbessert ist, immer noch bestimmte Funktionen hat, die IPv6 nicht hat – mehr dazu im Abschnitt „Vor- und Nachteile“ weiter unten.

Verbesserung der IP-Adresssicherheit

Wenn es jedoch um Sicherheit und Datenschutz geht, die immer wichtiger werden, ist klar, dass die Vorteile von IPv6 gegenüber IPv4 bedeutender sind. Da es neuer ist, wurde IPv6 mit dem Luxus von größerem Wissen und Rückblick entwickelt. Beispielsweise ist IPsec (IP-Sicherheit) standardmäßig bei IPv6 enthalten, während es bei IPv4 nur eine Option ist, die verwendet werden kann oder nicht – es hängt davon ab, ob die Anwendung, die IPv4 verwendet, für die Verwendung von IPsec ausgelegt ist oder nicht.

Die Sicherheit wird durch die Identitätsprüfung und Datenkonsistenz von IPv6 weiter verbessert. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass die Vertraulichkeit und der Datenschutz verbessert werden, und diejenigen, die den Online-Datenschutz zu einer Priorität machen, tun gut daran, wann immer möglich IPv6 anstelle von IPv4 zu verwenden.

Vor- und Nachteile von IPv4

Während einige der Vor- und Nachteile der einzelnen IP-Adresssysteme lediglich Unterschiede sind, gibt es einige klare Vorteile für jedes. Was als Pro oder Contra angesehen wird und in welchem ​​Umfang, hängt stark von der verwendeten Netzwerkumgebung ab, aber das Folgende soll als Überblick über die Qualitäten dienen, die IPv4 und IPv6 einzigartig machen.

Vorteile von IPv4

• Unterstützt VLSM (Variable Length Subnet Masking)
• Einfache virtuelle Kommunikationsschichten über diversifizierte Geräte hinweg
• Benötigt weniger Speicher als IPv6
• Ermöglicht Videokonferenzen und Bibliotheken
• Mehr Header-Felder (12) als IPv6 (8)
• Hat Prüfsummenfelder
• Verwendet Broadcast-Adresstypen
• Weit verbreitete NAT-Geräte (Network Address Translation) ermöglichen eine End-to-End-Integrität durch nicht routbare Adressmaskierung.

Nachteile von IPv4

• Weniger ideal als IPv6 für Interaktionen benachbarter Knoten.
• Viel geringere Bittiefe als IPv6.
• Die Systemkonfiguration ist nicht optional.
• Unterstützt keine automatische Konfiguration und erfordert mehr Wartung.
• Weniger inhärent sicher – Sicherheit hängt von Anwendungen ab.

Vor- und Nachteile von IPv6

Vorteile von IPv6

• Es stehen nahezu unendlich viele eindeutige Adressen zur Verfügung, die eine direkte Adressierung ermöglichen.
• Größerer Adressraum.
• Hierarchische Adressierungs- und Routing-Infrastruktur, die zu vereinfachten Routing-Tabellen für Websites führt.
• Theoretisch schneller als IPv4, da es nicht auf NAT angewiesen ist.
• Unterstützt Multicast, eine Funktion, mit der Paketströme mit hoher Bandbreite gleichzeitig an mehrere Ziele übertragen werden können.
• Sicherer – gebaut mit IPsec (Internet Protocol Security) und kompatibel mit der richtigen Schlüsselinfrastruktur.
• Zustandsbehaftete und zustandslose Konfiguration.
• Quality of Service (QoS)-Unterstützung.
• Längeres Header-Feld (40) als IPv4 (20).
• Verwendet Anycast-Adresstypen.
• Besser geeignet für mobile Geräte und mobile Netzwerkanwendungen.

Nachteile von IPv6

• Unterstützt kein VLSM (Subnet Masking mit variabler Länge).
• Hat keine Prüfsummenfelder.
• Erlaubt nur die Fragmentierung von Datenpaketen von Hosts, nicht von Routern.

Welches ist besser?

Da IPv6 das sechste und neueste Internetprotokollsystem ist, wurde es mit größerer Sicherheit, Geschwindigkeit und Effizienz entwickelt. Bestimmte Qualitäten des IPv6-Systems, wie z. B. seine viel längere Bitlänge, sind von Natur aus nützlich, während andere einfach größere Fähigkeiten sind, die die Netzwerkumgebung (und das Internet im Allgemeinen) noch voll ausschöpfen müssen. Dennoch muss allein aufgrund der IPv4-Adressbeschränkungen auf IPv6 umgestellt werden, und es ist wichtig, dass die zukünftigen Netzwerkbemühungen stärker auf IPv6 ausgerichtet werden.

Gleichzeitig wird IPv4 nicht verschwinden, und daher müssen Websites und Netzwerkgeräte immer noch abwärtskompatibel mit IPv4 sein, um ein Höchstmaß an Zusammenhalt zu gewährleisten. Der gesamte Zweck der Adressierungsstandards für Internetprotokolle besteht im Allgemeinen darin, sicherzustellen, dass Netzwerkgeräte gemäß einem universellen System zusammenarbeiten können. Die Abstimmung verschiedener Systeme zur Erreichung dieser Ziele ist heute eine wichtigere technische Angelegenheit, aber auch kein Problem.

Tatsächlich hat IPv4 immer noch bestimmte Qualitäten, die IPv6 nicht hat, was es aufgrund seiner Neuheit sowie der Tatsache, dass die überwiegende Mehrheit der Netzwerkgeräte gemäß IPv4-Standards gebaut wurde, nützlich macht. Da IPv6 schneller umgestellt wird, muss es alles aufnehmen, was IPv4 aufgebaut hat – um im Wesentlichen so abwärtskompatibel wie möglich zu sein – aber es ist auch unwahrscheinlich, dass es vollständig ersetzt wird, außer möglicherweise zu einem Zeitpunkt in ferner Zukunft.

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