IPv4 vs. IPv6, erklärt

IPv4 vs. IPv6: Zwei Adresssysteme, ein Internet

Jedes Paket, das durch das Internet läuft, trägt eine Quell- und eine Zieladresse, die in einem von zwei Formaten geschrieben ist. IPv4, 1981 standardisiert, verwendet 32-Bit-Adressen. IPv6, sein Nachfolger, verwendet 128 Bit. Die Frage IPv4 vs. IPv6 ist eigentlich keine Rivalität — beide Protokolle laufen in den meisten modernen Netzwerken nebeneinander —, doch die Unterschiede sind wichtig für alle, die Protokolle lesen, eine Abfrage durchführen oder verstehen möchten, was eine Adresse verraten kann und was nicht.

Schreibweise: Punktnotation und Hex-Gruppen

Eine IPv4-Adresse besteht aus vier Dezimalzahlen zwischen 0 und 255, getrennt durch Punkte — die vertraute Punktnotation, etwa 8.8.8.8 (diese können Sie in einer Beispiel-Trace untersuchen). Vier Bytes, rund 4,3 Milliarden mögliche Werte.

IPv6 schreibt seine 128 Bit als acht Gruppen von je vier Hexadezimalziffern, getrennt durch Doppelpunkte: 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001. Da so lange Adressen unhandlich sind, erlaubt die Schreibweise zwei Kürzungen. Führende Nullen in jeder Gruppe können weggelassen werden, und eine — und nur eine — Folge aufeinanderfolgender Nullgruppen kann zu einem doppelten Doppelpunkt zusammengezogen werden. Die obige Adresse verkürzt sich zu 2001:db8::1. Die kanonischen Regeln für diese Komprimierung sind in RFC 5952 festgelegt; sich daran zu halten ist wichtig, denn andernfalls lässt sich dieselbe Adresse auf ein Dutzend Arten schreiben, was Protokollsuchen und Sperrlisten durcheinanderbringt.

Die Geschichte der Adressknappheit

Die 4,3 Milliarden Adressen von IPv4 wirkten 1981 unerschöpflich. Sie waren es nicht. IANA vergab 2011 ihre letzten freien Blöcke an die regionalen Internet-Registrare, und die Registrare selbst — darunter RIPE NCC, das seinen Vorrat 2019 für erschöpft erklärte — teilen IPv4 inzwischen nur noch aus zurückgegebenem oder wiedergewonnenem Adressraum zu. Es existiert ein Markt für gebrauchte Adressblöcke, mit Preisen pro Adresse, die die Entwickler des Protokolls verblüfft hätten.

IPv6 wurde so konzipiert, dass dies nie wieder geschehen kann. Sein Adressraum umfasst 2^128 Werte — etwa 340 Sextillionen, eine 39-stellige Zahl. Der Entwurf ist bewusst verschwenderisch: Ein typischer Heimanschluss erhält ein /64-Präfix, das mehr Adressen enthält als das gesamte IPv4-Internet, im Quadrat. Der Gedanke dahinter ist, dass Adressknappheit nie wieder prägen soll, wie Netzwerke aufgebaut werden.

NAT und CGNAT: IPv4 am Lebenserhaltungssystem

Der Grund, warum IPv4 trotz Erschöpfung noch funktioniert, ist Network Address Translation. Ihr Heimrouter hält eine einzige öffentliche IPv4-Adresse und übersetzt für jedes Gerät dahinter, weshalb die 192.168.x.x-Adresse Ihres Laptops nie im öffentlichen Internet erscheint — nur die Adresse des Routers, und genau die meldet Wie lautet meine IP.

Viele Anbieter fügen inzwischen eine zweite Schicht hinzu: Carrier-Grade NAT, bei dem sich Hunderte oder Tausende von Teilnehmern eine einzige öffentliche IPv4-Adresse teilen. CGNAT hält die Adressen im Fluss, entwertet aber die Bedeutung einer IPv4-Adresse als Kennung. Der Datenverkehr von einer CGNAT-Adresse kann Tausende voneinander unabhängige Haushalte repräsentieren, und keiner von ihnen lässt sich allein anhand der Adresse herausgreifen. Dies ist einer von mehreren Gründen, warum IP-Geolokalisierung keine Person identifizieren kann — ein Punkt, der ausführlich in Kann jemand meine Adresse anhand meiner IP finden? behandelt wird.

Die Realität von Dual-Stack

Der Umstieg war nie als Stichtag geplant; er war Koexistenz. Die meisten modernen Geräte laufen im Dual-Stack-Betrieb — mit einer IPv4- und einer IPv6-Adresse gleichzeitig — und bevorzugen IPv6, wenn ein Ziel es anbietet. Die weltweite IPv6-Verbreitung macht inzwischen deutlich mehr als ein Drittel des Datenverkehrs zu großen Diensten aus, doch die Verteilung ist ungleichmäßig: stark bei Mobilfunkanbietern und großen Endkunden-ISPs, schwach in älteren Unternehmensnetzen. In der Praxis bedeutet das, dass dieselbe Verbindung in Ihren Protokollen unter zwei völlig verschiedenen Adressen erscheinen kann, je nachdem, welches Protokoll eine bestimmte Sitzung ausgehandelt hat.

Was sich für Geolokalisierung und Rückverfolgung ändert

Für die Netzwerkforensik altern die Protokolle unterschiedlich. IPv4-Adressraum wird seit vier Jahrzehnten zugeteilt, gehandelt und beobachtet, sodass Geolokalisierungsdatenbanken wie DB-IP für die meisten Blöcke tiefe, gut belegte Erkenntnisse haben. IPv6-Blöcke sind neuer und weitaus dünner besiedelt — eine einzige /32-Zuteilung an einen ISP stellt das gesamte IPv4-Internet in den Schatten —, sodass die Standortbelege dünner sind und die Vertrauenswerte niedriger ausfallen, besonders unterhalb der Länderebene. Eine Trace bei beiden Protokollen liefert eine ungefähre Region, nie einen exakten Punkt; ehrliche Zahlen finden Sie unter wie genau IP-Geolokalisierung ist.

IPv6 verändert auch das Verhalten der Clients. Datenschutzerweiterungen, definiert in RFC 8981, wechseln regelmäßig die Interface-Identifier-Hälfte der Adresse, sodass sich die vollständige 128-Bit-Adresse eines Geräts täglich oder pro Verbindung ändert, während sein /64-Präfix an Ort und Stelle bleibt. Für die Rückverfolgung ist das Präfix das stabile Signal; die niederwertigen Bits sind konstruktionsbedingt Rauschen. Der Routing-Kontext bleibt bei beiden Protokollen unverändert: Das ankündigende autonome System sagt Ihnen weiterhin, welcher Betreiber den Datenverkehr transportiert, und eine ASN-Abfrage funktioniert für beide identisch.

Eines ändert die Versionsnummer nicht: Eine Adresse beider Protokolle verortet Netzwerkinfrastruktur, nicht Menschen. Eine Trace liefert ein wahrscheinliches Gebiet und einen Betreiber, jeweils mit einem Vertrauenswert — nichts, was eine Einzelperson identifiziert. Um zu sehen, was jedes Protokoll tatsächlich über Ihre eigene Verbindung verrät, führen Sie eine Trace durch und vergleichen Sie die Dossiers.