<style> .reveal .slides { background: url(https://hedgedoc.xinux.net/uploads/xinux-weiss.png) no-repeat; background-position: right 10px bottom 10px; background-size: 80px; } .reveal ul li { font-size: 28px !important; line-height: 1.3 !important; margin-bottom: 8px !important; } .reveal .slides section { text-align: left; padding: 20px 40px !important; } </style> ## IPv6 - Adressierung - IPv6-Adresse hat **128 Bits** - Hauptgründe für IPv6 - Erweiterung des Adressraums - Optimierung der Routing-Tabellen --- ## Adresstypen - **Unicast** - **Multicast** - **Anycast** - Kein Broadcast --- ## Unicast - **Eindeutige Identifikation** - Unicast-Adressen dienen der eindeutigen Identifikation von IPv6-Knoteninterfaces. - **Interface-Zuordnung** - Jede Unicast-Adresse ist einem spezifischen Interface zugeordnet. - Ein Paket, das an eine Unicast-Adresse gerichtet ist, wird an das entsprechende Interface ausgeliefert. - **Zielgerichtete Kommunikation** - Jedes Paket wird gezielt an das spezifisch konfigurierte Interface gesendet. - **Effiziente Datenübertragung** - Unicast-Adressen tragen dazu bei, eine effiziente und gezielte Datenübertragung zu gewährleisten. --- ## Multicast - **Gruppenidentifikation** - Multicast-Adressen dienen der Identifikation von Gruppen von IPv6-Interfaces. - **Mehrfachverarbeitung** - Pakete, die an eine Multicast-Adresse gesendet werden, werden von allen Mitgliedern der Multicast-Gruppe verarbeitet. - **Effiziente Ressourcennutzung** - Multicast-Adressen ermöglichen eine effiziente Ressourcennutzung. - Daten werden nur an diejenigen Interfaces gesendet, die sich in der entsprechenden Gruppe befinden. - **Broadcast-Alternative** - Multicast bietet eine effiziente Alternative zu Broadcast. - Es ermöglicht gezielte Gruppenkommunikation, ohne alle Knoten im Netzwerk zu belasten. --- ## Anycast - **Mehrere Interface-Zuordnung** - Anycast-Adressen sind mehreren Interfaces zugewiesen, oft auf verschiedenen Knoten im Netzwerk. - **Gezielte Paketzustellung** - Ein an eine Anycast-Adresse gesendetes Paket wird nur an das nächstgelegene Interface (routingbasiert) innerhalb der Gruppe gesendet. - **Effiziente Ressourcennutzung** - Das Paket wird nur an das am besten geeignete Interface in der Gruppe gesendet. - **Routing-Optimierung** - Anycast wird häufig für Routing-Optimierung verwendet, um den Datenverkehr zu dem am besten erreichbaren oder verfügbaren Knoten in einer Gruppe zu leiten. --- ## Generelle Regel I - **Mehrere Adressen pro Interface möglich** - Jedes Interface kann mehrere IPv6-Adressen besitzen, einschließlich Unicast-, Multicast- und Anycast-Adressen. - **Zuweisung von Adressen** - Wie bei IPv4 werden IPv6-Adressen **Interfaces** und nicht Knoten zugewiesen. - **Pflicht-Adresse** - Jedes Interface muss mindestens eine Unicast-Adresse haben. --- ## Generelle Regel II - **Mehrere Adressen pro Interface** - Kombinationen aus Unicast-, Multicast- und Anycast-Adressen möglich. - **Erreichbarkeit** - Ein Knoten kann über jede seiner Unicast-Adressen angesprochen werden, die einem seiner Interfaces zugewiesen sind. - **Load-Sharing** - Eine Unicast-Adresse kann mehreren Interfaces zugewiesen werden, um Lastverteilung zu ermöglichen. - Hardware und Treiber müssen Load-Sharing unterstützen. --- ## Schreibweise von IPv6-Adressen - **Länge:** 128 Bits - **Darstellung:** 8 hexadezimale 16-Bit-Blöcke, getrennt durch „:“ - **Beispiel:** `2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334` --- ## Führende Nullen und „::“-Kürzung - Führende Nullen werden weggelassen → bessere Lesbarkeit - Beispiel: `2001:db8:85a3:0:0:8a2e:370:7334` - Aufeinanderfolgende Nullblöcke dürfen **einmalig** durch „::“ ersetzt werden. - Beispiel: `2001:db8:85a3::8a2e:370:7334` --- ## RFC 5952 - **Führende Nullen** - Müssen immer weggelassen werden. - **Felder aus Nullen** - Ein einziges 16-Bit-Feld mit ausschließlich Nullen wird als `0` dargestellt. - Es darf **nicht** zusätzlich mit `::` abgekürzt werden. - **Maximale Kürzung** - So stark wie möglich kürzen, längste Nullfolge durch `::`. - Wenn mehrere gleich lange Nullfolgen vorkommen, **erste** kürzen. - **Kleinbuchstaben** - Hexadezimale Werte werden in Kleinbuchstaben geschrieben. --- ## Darstellung der Ports - **Notwendigkeit** - IPv6-Adressen können zusammen mit Portnummern verwendet werden. - **Darstellung** - Adresse in eckige Klammern setzen → klare Trennung von Port. - IPv6-Adresse + Port durch Doppelpunkt getrennt. - **Beispiel** - `[2001:db8:85a3::8a2e:370:7334]:80` --- ## Präfix-Schreibweise (I) - **Format:** `IPv6-Adresse/Präfixlänge` - **Bedeutung** - Präfixlänge = Anzahl der hochwertigen Bits, die das Netzpräfix bilden. - **Interface-ID** - Immer 64 Bit lang (Standard-Unicast-Netze). - **Beispiel** - `2001:db8:85a3::/64` --- ## Präfix-Schreibweise (II) - **Flexibles Modell** - Keine festen Klassen wie bei IPv4. - Erste 64 Bits → Präfix / Letzte 64 Bits → Interface ID. - **Vergleich zu IPv4** - Keine Klassen A–E, flexible Subnetzbildung. - **Beispiel** - `2001:db8:1200::/40` - **Hinweis** - Hex- → Binär-Umwandlung hilft bei der Präfixanalyse. --- ## Global Unicast Adressen (GUA) (RFC 3587) - **Eigenschaften** - Weltweit routbar (Internet). - Präfix `2000::/3` - **Aufbau** - Global Routing Prefix - Subnet ID - Interface ID - **Bedeutung** - Global Routing Prefix = zugewiesener Adressbereich (kann zurückgefordert werden). - Subnet ID = Teilnetz innerhalb einer Site. - Interface ID = Interface im Subnetz. --- ## Verteilregeln nach RFC 3177 - **Grundprinzip** - Zuweisung von /48 an Organisationen und Heimnutzer. - **Sonderfälle** - Große Teilnehmer: kürzere oder mehrere /48-Präfixe. - Einzelnes Subnetz: /64. - Einzelgerät: /128. - Mobile Netze: /64. - **Praxis** - Provider (z. B. Vodafone, Telekom) vergeben meist /56. --- ## Hierarchisches Routing - **Adressvergabe Kette** - IANA → RIRs (z. B. RIPE, ARIN) → Provider → Kunden. - **Beispiele für Präfixe** - /23, /32 usw. - **Ziel** - Hierarchische Struktur ermöglicht aggregiertes Routing und verringert Tabellengröße. --- ## Typen globaler Unicast-Adressen - **Stabile GUAs** - Lange Lebensdauer, bleiben über längere Zeiträume konstant. - Persistente Adressen für dauerhaft erreichbare Ressourcen (Server, Router). - **Befristete GUAs (Privacy Extensions)** - Kurze Lebensdauer, automatische Erneuerung. - Erhöht Sicherheit und Privatsphäre. - Sinnvoll für temporäre Geräte oder mobile Clients. --- ## Spezielle Adressen - **Unspezifizierte Adresse** - Notation: `::/128` - Bedeutet „kein spezifischer Host“. - Verwendet beim Start eines Geräts, bevor es eine Adresse erhält. - **Loopback-Adresse** - Notation: `::1/128` - Lokales Host-Interface, Selbsttests und Dienstprüfung. - **Dokumentationsadresse** - Präfix `2001:0db8::/32` - Reserviert für Schulungs- und Dokumentationszwecke, nicht produktiv verwenden. --- ## Veraltete Tunneltechnologien - **6to4-Adresse** - Präfix `2002::/16` - IPv6-Verkehr über IPv4-Infrastruktur; Präfix aus IPv4-Adresse des Routers generiert. - **ISATAP-Adresse (Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol)** - Präfix `FC00::/7` (Link-Local: `FE80::/64`) - IPv6-in-IPv4-Tunneln im Intranet. - **Teredo-Adresse** - Präfix `2001::/32` - IPv6-over-IPv4-NAT. --- ## Link-Local-Adressen – I - **Definition** - Präfix `FE80::/64` - Kommunikation innerhalb eines lokalen Segments, nicht routbar. - **Zweck** - Austausch zwischen Geräten ohne zentrale Konfiguration. - Automatische Bildung bei Start, sofort verfügbar. - **Autokonfiguration** - Router-Ankündigungen (RA) informieren Hosts. - EUI-64-Verfahren nutzt MAC-Adresse des Interfaces. --- ## Link-Local-Adressen – II - **Verwendung** - Kommunikation auf demselben Netzwerksegment ohne DHCP. - Unterstützt automatische Nachbarschaftserkennung. - **Notation** - `fe80::/64%<Schnittstelle>` - **Beispiel** - `fe80::1%eth0` – Link-Local-Adresse für Schnittstelle eth0. --- ## Unique Local Addresses (ULA) - **Notation** - `fc00::/7` (RFC 4193) - **Zweck** - Private IPv6-Netze, vergleichbar mit privaten IPv4-Bereichen. - Keine globale Routbarkeit. - **Vergabe** - 8. Bit = 1 → lokal generiert (`fd00::/8`) - 8. Bit = 0 → zentral vergeben (derzeit nicht genutzt) - **Aufbau** - 7 Bit Präfix | 41 Bit Global ID | 16 Bit Subnet ID | 64 Bit Interface ID - **Besonderheit** - Global ID per Zufallsalgorithmus erzeugt → sehr geringe Kollision zwischen Unternehmen. --- ## Vergleich – Adressbereiche und Eigenschaften - **Global Unicast (GUA)** - Weltweit routbar, öffentlich sichtbar, Präfix 2000::/3 - **Unique Local (ULA)** - Privat, ähnlich IPv4-10.0.0.0/8, nicht routbar im Internet - **Link-Local** - Nur lokales Segment (fe80::/64) - **Multicast** - Gruppenadressierung (ff00::/8) - **Loopback / Unspezifiziert** - Lokaler Verkehr und Systemstart --- ## Zusammenfassung – Adresskonzept IPv6 - **Adressraum** - 128 Bit → 3.4 × 10³⁸ Adressen. - **Aufteilung** - 64 Bit Netzanteil + 64 Bit Interface-ID. - **Adressarten** - Unicast → ein Empfänger - Multicast → mehrere Empfänger - Anycast → nächstes Ziel - **Adressvergabe** - Automatisch (SLAAC, DHCPv6) oder manuell. - **Schreibweise** - Kleinbuchstaben, einmaliges „::“. --- ## Fazit - IPv6-Adressierung ist **logischer, flexibler und skalierbarer** als IPv4. - **Organisation und Dokumentation** sind entscheidend für den Betrieb. - Jede Adresse hat klaren Kontext (Netz, Interface, Zweck). - **IPv6 vermeidet NAT**, bietet echtes Ende-zu-Ende-Routing und vereinfacht Firewalls. - **Saubere Adressplanung = Grundlage für alle weiteren IPv6-Themen.**