Was ist IPv6 und welche Vorteile bietet es?

Vor der Einführung von Domains als Internetadressen erfolgte die Verbindung zu einem einzelnen Server innerhalb eines Netzwerks ausschließlich über einen direkten Aufruf. Als Adresse diente die numerische und dadurch für Computer lesbare IP-Adresse, die eine Unterteilung in verschiedene Subnets und Bereiche vornimmt und dadurch eine hierarchische Ordnung bietet. Nach einer mehr als zwei Jahrzehnten dauernden Entwicklung löst seit etwa 2015 das Internet Protocol Version 6 (IPv6) den früheren Standard Version 4 (IPv4) ab, das zahlreiche Vorteile gegenüber seinem Vorgänger aufweist.

Was ist das DNS und welche Aufgabe erfüllt es?

Die IP-Adresse besteht aus einer dezimalen oder hexadezimalen Zahl, die sich aus unterschiedlichen Elementen zusammensetzt. Diese werden durch ein Sonderzeichen wie . oder : voneinander getrennt und unterteilen das gesamte Netzwerk in verschiedene Zonen und Subnets. Bestimmte Adressbereiche reservieren die Normen verbindlich für spezielle Zwecke wie etwa lokale Verbindungen, Testnetzwerke oder private, nicht öffentliche Verwendung. Sämtliche Kommunikation zwischen Servern und Clients erfolgt auf technischer Ebene ausschließlich über IP-Adressen. Die Umwandlung zwischen einem Fully Qualified Domain Name (FQDN) wie example.org zu einer numerischen IPv4- oder IPv6-Adresse übernimmt das im Internet implementierte Domain Name System (DNS).

Bevor ein Client wie ein Browser eine Webseite aufruft, stellt er eine Anfrage an das DNS, unter welcher IP-Adresse dieser zu erreichen ist. Ob er dabei IPv4 oder IPv6 verwendet, hängt in erster Linie von der gewählten Verbindung und der Technologie des Providers ab. Um eine maximale Erreichbarkeit zu gewährleisten, existieren beide Systeme parallel und können simultan eingesetzt werden - scheitert das gewählte Standardverfahren mit einer Fehlermeldung, führen der Client oder das Betriebssystem einen Versuch mit der anderen Version durch, falls sowohl eine IPv6- wie auch eine IPv4-Anbindung besteht.

Wie funktioniert die Adressauflösung mit IPv4 und IPv6?

Die Auflösung einer Domain durch das DNS geschieht durch einen Verbund von Nameservern, die hierarchisch auf verschiedenen Ebenen für eine Top Level Domain (TLD), einen Namen, ein Netzwerk oder die von einem Webhoster verwalteten Domainadressen verantwortlich sind. Bei einer Anfrage fragt der Client zunächst einen Root DNS Server nach dem zuständigen Nameserver und arbeitet sich von der obersten Instanz bis zu einer konkreten, einmaligen Adresse vor. Anschließend verwendet er diese als Ziel und baut eine Verbindung zu einem laufenden Webdienst wie HTTP, SSH oder FTP auf.

Welche Vorteile bietet IPv6 gegenüber IPv4?

Der wichtigste Grund für die Einführung von IPv6 besteht in dem begrenzten Adressraum von IPv4, das lediglich eine Auflösung von viermal 8 Bit verwendet. Abzüglich der für Sonderzwecke reservierten Bereiche ergeben sich daraus maximal etwa 3,5 Milliarden einmalige Kombinationen, was sich mit dem exponentiellen Wachstums des Internets und der daran angeschlossenen Geräte als unzureichend erweist. Im Unterschied dazu verwendet IPv6 eine 128 Bit lange, hexadezimale Zahl, wodurch rein rechnerisch mehr als 340 Sextillionen - eine Zahl mit 38 Nullen - zur Verfügung stehen. Weitere Vorteile ergeben sich allerdings aus zusätzlichen Funktionen wie zum Beispiel:

• Einmalige und eindeutige Identifizierung aller Teilnehmer im Netzwerk
• Schnellere Auflösung durch Vermeidung lokaler Netzwerke (NAT)
• Zusätzliche Präfixe für Unterscheidung von Netzen und Subnets
• Größere Anzahl von speziellen Adressen und Adressräumen
• Paralleler Betrieb von IPv4 und IPv6 möglich
• Direkte Kommunikation über IPv6 Adressen ohne nachträgliches Routing

Grundsätzlich empfiehlt es sich, bei eigenen Virtual Private Server (VPS) oder dedizierten Root Server primär eine IPv6-Adresse zu nutzen, da sie eine bessere Performance und mittlerweile höhere Kompatibilität aufweist. Durch die Vielzahl der verfügbaren Kombinationen bieten Webhoster diese zudem preisgünstig an, so dass sich ohne signifikanten Kostenaufwand mehrere IP-Adressen einem einzelnen Server zuweisen lassen. Dieser agiert dadurch wie mehrere autonome Instanzen und ermöglicht etwa die Verteilung von Netzwerkverkehr oder die direkte Zuordnung einzelner Webseiten an eine feste IPv6, um die Server-Response-Time zu verbessern und den Verbrauch von Ressourcen für die Paketverarbeitung zu minimieren.

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