Autor: Chris Güthues Kurs: Internet Protokolle. Internet Protokoll Version 6

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1 Autor: Chris Güthues Kurs: Internet Protokolle Internet Protokoll Version 6

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

3 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) 3

4 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. 4

5 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 5

6 2.1 Ungerechte Verteilung Verschwenderischer Umgang mit IP- Adressen Große Blöcke für Militär, Universitäten, Behörden und große Firmen Entwicklungs- und dritte Welt Länder vernachlässigt 6

7 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. 7

8 2.1 Ungerechte Verteilung China ~ Berkeley University Peripherie der Welt benachteilig Republik Kongo: Bei ca Bürgern Nur 1023 IPv4-Adressen 0, pro Kopf Werte von Äthiopien, Niger und weiteren ähnlich schlecht 8

9 2.1 Ungerechte Verteilung 9

10 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 IP-Adressen Aufgrund reservierter Adressräume und IP- Adressen für Netzwerkfunktionalitäten sinkt Anzahl auf ca. 2 Milliarden 10

11 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 11

12 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. 12

13 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 13

14 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 14

15 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 15

16 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 16

17 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.: 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 17

18 2.3 Aufgabe von IPv5 Nie umfassend spezifiziert Als Nachfolger von IPv4 konzipiert Sollte vor allem Übertragung von Audiound 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 18

19 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 19

20 2.4 Entwicklung von IPv6 IPv4: 32 Bit Binärcode dezimal codiert etwa 4,3 Milliarden mögliche Adressen z.b 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 20

21 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 21

22 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 22

23 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 23

24 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 24

25 2.5 Umstellung IPv4 -> IPv5 Ausfälle bei Umstellung Inkompatibilitäten oder Unwissenheit der Fachkräfte Gerade in der Industrie mit großen Kosten verbunden 25

26 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 26

27 3. Technik 3.1 Wie sieht einen IPv6 Adresse aus? 3.2 Was bedeuten die Segmente? 3.3 OSI-Modell Schicht Mobile IPv6 3.5 Übergang von IPv4 zu IPv6 27

28 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: :db8:a3::8a2e:70:4 28

29 3.2 Was bedeuten die Segmente 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 29

30 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 30

31 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 31

32 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 32

33 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 33

34 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 34

35 4. Nachteile 4.1 Keine Anonymität 4.2 Auf DNS angewiesen 35

36 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 36

37 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 wäre zwecklos Wäre über weiterhin erreichbar Relativ einfach zu merken Bei IPv6 jedoch z.b.: 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344 Nicht leicht zu merken 37

38 38

39 Quellen ung_des_ipv6-adressraums html /ipv6-fuer-alle-das-internet-vonmorgen-schon-heute-nutzen.htm 39