Unterschied zwischen IPv4 und IPv6

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Um den Unterschied zwischen IPv4 und IPv6 zu verstehen, ist es wichtig, das Internetprotokoll (IP) und die IP-Adresse zu kennen. Diese fungieren als eindeutige Identifikationsmerkmale für Geräte, um im Internet zu kommunizieren. Aktuell gibt es zwei Hauptversionen des Internetprotokolls: IPv4 und IPv6. IPv4 wurde im Jahr 1980 eingeführt, erlangte jedoch erst nach 1989 an Bedeutung, als Sir Tim Berners-Lee das World Wide Web schuf. IPv6 hingegen wurde 1998 in der Designphase entwickelt, trat aber erst 2017 in den aktiven Einsatz. Trotz der vorhandenen Vor- und Nachteile herrscht oft Verwirrung zwischen IPv4 und IPv6. Dieser Artikel zielt darauf ab, die Vorteile von IPv6 gegenüber IPv4 aufzuzeigen und Beispiele für den Unterschied zwischen IPv4 und IPv6 zu geben.

Der Unterschied zwischen IPv4 und IPv6

Im Folgenden wird der Unterschied zwischen den IPv4- und IPv6-Protokollen detailliert dargestellt.

Was ist das Internetprotokoll?

Das Internetprotokoll stellt eine Methode zur Datenübertragung zwischen Computern über das Internet dar. Es definiert Regeln, wie Informationen vom Quellcomputer durch Netzwerke zum Zielcomputer geleitet werden. Die Daten werden in kleinere Pakete zerlegt, von denen jedes die IP-Informationen des Zielcomputers enthält. Diese IP-Informationen werden als IP-Adresse bezeichnet und dienen zur eindeutigen Identifizierung von Geräten im Internet.

Arten von Internetprotokollen

Es gibt verschiedene Arten von Internetprotokollen, hier sind einige der wichtigsten:

IP (Internet Protocol): Das Internetprotokoll definiert die Regeln für die Kommunikation von Computern. Es weist jedem Computer eine spezifische IP-Adresse zu. Es existieren zwei Versionen, IPv4 und IPv6. Der Unterschied zwischen diesen beiden wird weiter unten im Artikel erläutert.
TCP (Transfer Control Protocol): Das Transfer Control Protocol zerlegt Daten in Pakete und tauscht sie über das Internet aus. Es stellt sicher, dass diese Pakete Informationen über Quelle, Ziel und Reihenfolge enthalten. TCP ist in vier Schichten unterteilt: Anwendungsschicht, Transportschicht, Internetschicht und Netzwerkzugriffsschicht. Diese Schichten sind verantwortlich für die Formatierung, den reibungslosen Datentransfer, die Weiterleitung durch Netzwerke und die Verbindung zum Netzwerk.
UDP (User Data Protocol): Das User Data Protocol ist verbindungslos und gilt als unzuverlässig, da es keine Sicherstellung für den Empfang von Daten bietet. Es kann nur eine begrenzte Datenmenge übertragen. UDP beinhaltet die Adressen von Quell- und Zielcomputern für die richtige Weiterleitung der Daten.
POP3 (Post Office Protocol Version 3): POP3 besteht aus Client und Server und dient zum Verwalten und Abrufen von E-Mails aus einem Postfach.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): SMTP ist hauptsächlich für das Senden von E-Mails zuständig und verwendet dabei eine Reihe von Regeln zwischen zwei Programmen, die E-Mails versenden und empfangen.
FTP (File Transfer Protocol): Das File Transfer Protocol ermöglicht die Übertragung von Dateien verschiedener Formate wie Text, Multimedia und Programme zwischen Computern.
HTTP (Hyper Text Transfer Protocol): HTTP ist ein Protokoll zur Datenübertragung im World Wide Web, speziell für verlinkte Texte und Bilder. Es sorgt für Struktur und Übertragung der Daten und definiert Aktionen, die auf Browserbefehle des Benutzers reagieren.
HTTPS (Hyper Text Transfer Protocol Secure): HTTPS ist eine sicherheitserweiterte Version von HTTP mit SSL- und TLS-Zertifikaten, die die Kommunikation über Netzwerke absichert, insbesondere bei der Übertragung von sensiblen Daten.
TELNET (Terminal Network): Das Terminal Network-Protokoll erlaubt die Verbindung zwischen Systemen über ein Netzwerk. Es ermöglicht die Anmeldung auf einem Zielcomputer über einen lokalen Rechner.

Was ist eine IP-Adresse?

Eine IP-Adresse ist eine einzigartige Nummer, die jedem mit einem Netzwerk verbundenen Gerät zugewiesen wird, um eine Internetverbindung zu ermöglichen. Ein Beispiel ist 192.168.293.10.

Diese Adressen können bei kabelgebundenen oder Modem-Verbindungen am Arbeitsplatz oder zu Hause gleich sein. Beim Zugriff auf öffentliche Adressen kommt jedoch NAT (National Address Translation) zum Einsatz, um die Geräteidentität zu trennen und unterschiedliche Antworten zu ermöglichen. Das Modem oder der Router fungiert hierbei als NAT.

Was ist IPv4?

IPv4 (Internet Protocol Version 4) war die ursprüngliche Version für den öffentlichen Gebrauch und wies jedem Benutzer beim Zugriff auf das Internet einen eindeutigen Code zur Identifizierung zu. Dieses Protokoll wird in paketvermittelten Link-Layer-Netzwerken verwendet, insbesondere in Ethernet-Anwendungen.

IPv4 verwendet einen 32-Bit-Adressraum, der zu einer Anzahl von 4,3 Milliarden Adressen (genau: 4.294.967.296) führt.

Was ist IPv6?

IPv6 ist eine neuere Version mit erweiterten Funktionen, die dazu dient, das Problem der Adressverknappung bei IPv4 zu lösen. IPv6 verwendet einen 128-Bit-Adressraum, der eine unendliche Anzahl an Adressen durch Doppelpunkte (:) getrennt in hexadezimaler Notation ermöglicht.

Der Unterschied zwischen IPv4 und IPv6 im Detail

Internetdienstanbieter (ISPs) bewegen Nutzer zunehmend dazu, IPv6 zu nutzen, um reibungslose und stabile Verbindungen zu gewährleisten. Oft merken Benutzer den Unterschied zwischen IPv4 und IPv6 nicht direkt. Hier ist ein Vergleich:

IPv4: 192.168.27.12
IPv6: 2001:4860:4860:0:0:0:0:8888

Eine tabellarische Übersicht zeigt die wesentlichen Unterschiede:

Merkmal	IPv4	IPv6
Adresslänge	32-Bit	128-Bit
Adressanzahl	4,3 Milliarden	340 Undezillionen
Adressformat	Numerisch	Hexadezimal
Verwendung	Unicast, Multicast, Broadcast	Unicast, Anycast, Multicast
Paketgröße	576 Byte	1208 Byte
Zahlenbereich	0 bis 255	0 bis FFFF
Trennzeichen	Punkt (.)	Doppelpunkt (:)
Struktur	4 Oktette, 8 Bit	8 Oktette, 16 Bit
Kompatibilität	Besser für Computer/Laptops	Besser mit Mobilfunknetzen
Nutzlast	Begrenzt durch veraltetes Design	Größere Nutzlast
Beispiel	192.168.27.12	2001:4860:4860:0:0:0:0:8888

Vorteile von IPv6 gegenüber IPv4

Obwohl es viele Vorteile von IPv6 gibt, verwenden viele noch IPv4, oft aus Kompatibilitätsgründen oder wegen veralteter Hardware und Netzwerkanbieter. IPv4 war in den Zeiten von LAN-Kabeln weit verbreitet, und der Übergang zu drahtlosen Technologien erfolgte erst nach der Steigerung der Massenproduktion und dem Aufkommen des Internets. Die Vorteile von IPv6 sind:

Keine Notwendigkeit für NAT (Network Address Translation)
Unbegrenzte IP-Adressen
Verbessertes Quality of Service (QoS)
Automatische Gerätekonfiguration
Automatische Authentifizierung und Datenschutzfunktionen
Optimiert für Multicast-Routing
Verbesserte Mobilität und stabile Verbindungen
Bessere Kompatibilität mit Mobilgeräten
Bis zu 5% schnellere Website-Ladezeiten
Verwendung von NDP (Neighbor Discovery Protocol) zur MAC-Adresszuordnung
Kein Prüfsummenfeld

IPv6-Statistiken

Seit der Einführung der neueren Version IPv6 verwenden immer mehr Menschen individuelle IPs zur Vermeidung von Clustern. Laut Google ist die Nutzung von IPv6 von 0,14% am 4. September 2008 auf 36,85% am 25. Oktober 2022 gestiegen. Das zeigt, dass Internetdienstanbieter langsam, aber stetig die Umstellung unterstützen.

Bild von Google IPv6-Adoption

Während sich die Länder auf IPv6 einstellen, wird Web 3.0 (NFT, Gaming, Crypto) von Technologieunternehmen vorangetrieben.

Bild von Google IPv6-Einführung nach Land

Was ist besser: IPv4 oder IPv6?

Die Antwort ist nicht einfach, da beide Versionen ihre Vor- und Nachteile haben. Die Wahl zwischen IPv4 und IPv6 hängt von den jeweiligen Anforderungen ab. Wenn hauptsächlich Geräte mit IPv4-Adressen verbunden werden, ist die Verwendung von IPv4 möglicherweise besser. Auch für kurzfristige Anforderungen ohne langfristige Netzwerkerweiterung kann IPv4 ausreichend sein. Insgesamt ist IPv6 technologisch fortschrittlicher und bietet schnellere, sicherere und vielseitigere Funktionen. Es ist die zukunftsorientierte Lösung.

Die Zuweisung einer IP-Adresse erfolgt oft automatisch, abhängig von dem Land, in dem Sie sich befinden oder den von Ihnen gewählten Diensten.

IPv4 und IPv6 zusammen

Trotz der Unterschiede werden beide Versionen weiterhin verwendet. Oft werden beide gleichzeitig betrieben (Dual-Stack-Netzwerk), bei dem Computer und Router beide Protokolle ausführen. Große Netzwerkanbieter bevorzugen diesen Ansatz. Tunneling und Network Address Translation sind weitere Methoden, bei denen die Verwendung beider IP-Adressen vorteilhaft sein kann.

Wer verwendet IPv6?

Google zufolge liegt die weltweite IPv6-Implementierung bei 34%, in den USA sogar bei 46%. Internetdienstanbieter und Carrier-Netzwerke zählen zu den frühen Anwendern von IPv6. Große Unternehmen wie Google, Yahoo, Amazon, Telecom und Comcast haben auf Dual-Stack-Implementierungen umgestellt, während Microsoft, CERNET und T-Mobile vollständig auf IPv6 setzen. Vor einer Migration sollten Kosten, Komplexität und Zeit berücksichtigt werden.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F1. Wird IPv4 noch verwendet?

A. Ja, IPv4 ist noch in Gebrauch, wird aber aufgrund der begrenzten Adressanzahl zunehmend von IPv6 verdrängt. Es wird zwar noch verkauft und wiederverwendet, aber es gibt kein offizielles Abschaltungsdatum für IPv4-Adressen. Viele Standorte haben ihre Systemverwaltung für IPv6 aktualisiert.

F2. Was ist der Unterschied zwischen DNS und IP?

A. Eine IP-Adresse ist eine Nummer, die einem Gerät zur Verbindung mit dem Internet zugewiesen wird. DNS (Domain Name Service) hingegen übersetzt alphabetische Namen (z.B. amazon.com) in die numerischen IP-Adressen (z.B. 54.192.0.0/16) der Website.

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Dieser Artikel soll Ihnen helfen, den Unterschied zwischen IPv4 und IPv6 zu verstehen. Bei Fragen oder Vorschlägen zu weiteren Themen steht Ihnen das Kommentarfeld zur Verfügung.