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	IPv6

	IPv6 ist das Nachfolgeprotokoll des Internet Protocol (IP) bzw. IPv4. Es ist bereits in viele Betriebssysteme integriert (xBSD, Windows, Linux-Distributionen). IPv6-Adressraum Im Unterschied zu IPv4, welches nur einen 32-Bit-Adressbereich aufweist, bietet IPv6 einen Adressbereich von 128 Bit. Damit kann man einen vielfach grösseren Adressbereich ansteuern und damit wesentlich mehr Rechner im Internet mit IP-Adressen versehen: anstatt ca. 4,3 Milliarden (2 ^ 32) Adressen im 32-Bit IPv4 sind es bei IPv6 ca. 340 Sextillionen (2 ^ 128)! Es können also rein rechnerisch für jeden Quadratmillimeter Oberfläche der Erde ungefähr 667 Billiarden IPv6-Adressen zur Verfügung gestellt werden. Tatsächlich werden jedoch nur die ersten 64-Bit für das Routing verwendet, während die letzten 64-Bit zur Identifizierung der Hosts eingesetzt werden. In Asien werden die IPv4 Adressen schon knapp und auch allgemein wird der Adressraum des IPv4 Protokolls nicht ausreichen, denn neben einer exponentiell ansteigenden Zahl von neuen benötigten IP-Adressen ist ein grosser Teil des IP-Adressraumes nicht nutzbar, da er für Sonderaufgaben (Multicast) zugeteilt ist oder zu grossen Subnetzen gehört. Die Normen werden von der IETF gesetzt. Eine IPv6-Adresse hat z.B. folgenden Aufbau: 128 Bit zu 8 Blöcken mit je 16 Bit in Hexadezimalschreibweise: 2001:A00:687:588:a2ff:300:32ee:b1de. Führende Nullen eines 16-Bit Blockes können weggelassen werden, eine ununterbrochene Reihe von Null-Blöcken kann durch :: ersetzt werden. Diese Notationsform gilt für Anycast-, Multicast- und Unicast-Adressen. Features und Dienste Das IPv6 verfügt über folgende zusätzliche Features: Im Header können Optionen gesetzt werden, die nur noch vom Zielrechner ausgewertet werden. Dadurch wird die Belastung für das Netzwerk verringert. DHCP ist bei IPv6 i.d.R. nicht notwendig, da IPv6-Adressen autokonfiguriert werden. IPv6 beinhaltet die Dienste IPSecurity (IPSec) und Qualtity of Service (QoS). Durch die Funktion "Multicast" können Multimediadaten schneller übertragen werden. Durch das Netzwerkprotokoll Mobile IP kann man mit einem mobilen Endgerät (Handheld, Notebook, Handy) das Rechnernetz wechseln, ohne seine IP-Adresse zu wechseln. Autokonfiguration, link-lokale Adressen, Stateless Address Autoconfiguration Die Autokonfiguration der IPv6-Adressen funktioniert so, dass ein IPv6-Stack aus einer Layer-2-MAC-Adresse (OSI-Sicherungsschicht) eine link-lokale Adresse errechnen kann. Die link-lokalen Adressen sind in den ersten Bits der IPv6 Adresse, dem Präfix, enthalten und haben eine Sonderfunktion: sie werden von den Routern nicht weitergeleitet und sind nur im gleichen Teilnetz erreichbar. IPv6 arbeitet mit 'Scopes', das sind netztopologische Bereiche für die die Adresse gültig ist. Die Scopes sind entweder global eindeutig oder link-lokal eindeutig: link-lokale Adressen sind also nur auf dem physikalischen Link, an dem der jeweilige Netzknoten angeschlossen ist, eindeutig und gültig. In IPv6 unterscheidet man Stateful Address Autoconfiguration (mit DHCPv6) und Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC), sowie manuelle Konfiguration (keine Autokonfiguration). SLAAC ist Bestandteil von IPv6 und auch für Anfänger geeignet, wird doch jede SLAAC-Implementierung vom IPv6-Protokoll ausgeführt: SLAAC (RFC 2462) ermöglicht es einem Host-Rechner, sich selbst mit IPv6-Adressen zu konfigurieren. Der IPv6 Host benötigt dazu jeweils nur die eigenen Daten sowie die sog. Router Ankündigungen (RAs). Router Ankündigungen sind Informationen, die der Router an alle Rechner in Form von einem Link sendet. Router Ankündigungen beziehen sich auf den jeweils verbundenen Link: Subnetz/Layer2 Broacast Domänen. RAs enthalten Informationen über die vorderen 64-Bit einer globalen IPv6 Adrersse, den Routing-Präfix und der IPv6-Defaultroute für das Subnet. Der SLAAC-Prozess startet, wenn ein IPV6-Host gebootet wird oder das IPv6 Protokol initialisiert wird. Der IPv6 Host konfiguriert dann zunächst link-lokale Adressen für seine Interfaces: er erzeugt aus seiner MAC-Adresse (EUI-48) eine EUI-64-ID. Die EUI-64-ID hängt er an das Präfix für link-lokale Adressen an. Mit der link-lokalen Adresse sucht ein Routing-Gerät nach Routern in seinem Netzwerksegment. Das wird erreicht durch eine Anfrage an die Multicast Adresse über die alle Router eines LLC Sublayers (Logical Link Control Sublayer) erreichbar sind. Der LLC Sublayer ist zuständig für die Fehlererkennung und Fehlerbehebung gemäss dem OSI-Schichtenmodell auf Ebene 2. Daraufhin sendet ein Router Daten über den Adressbereich, aus dem das Gerät sich eine Adresse zuweisen darf. Die Duplicate Address Detection verhindert doppelte Adressvergabe und muss von jedem Gerät nach der Adresswahl durchgeführt werden; nur unvergebene Adressen sind auszuwählen. IPv6-Header Der IPv6 Header ist 40 Byte gross (Header Size) und enthält keine Angabe über die Grösse, das Fragment Offset oder die Prüfsumme. Die Fragmentierung von Datenpaketen erfolgt beim Absender, wodurch die Router bei der Weiterleitung in andere Netze entlastet werden. Die Payload Length ist ein 16-Bit-Feld und gibt die Länge des Datenteils (Nutzdaten) an. Die maximale Grösse der Nutzdaten ist 65535 Byte. Für grössere Datenpakte ist ein Jumbogram im Extension Header vorgesehen: Datenpakete bis zu einer Grösse von 2 ^ 32 Byte (4096 Mebibyte) sind erlaubt. IPv6-Datagramm - keine Fragmentierung Bei IPv6 wird keine Daten-Fragmentierung mehr verwendet: überschreitet ein IP-Datagramm die MTU, so wird der Absender per ICMP-Nachricht darüber informiert. Daraufhin kann der Absender die Grösse der zu versendenden Datenpakete entsprechend anpassen, so dass die Router innerhalb des IPv6 Netzes keine Pakete mehr fragmentieren müssen. IPv6 ist so angelegt, dass zukünftige Entwicklungen noch berücksichtigt werden können.

	Siehe auch: IP-Adresse TCP/IP IPv4 IPv4-Technologien SLAAC Link-Lokale-Adresse OSI-Schichtenmodell IPSec DHCP Datenpaket

	Link: http://www.ietf.org/rfc/rfc2460.txt

Es wurden weitere Begriffe gefunden:

Internetprotokollfamilie

Bei der Internetprotokollfamilie handelt sich um ca. 500 Netzwerkprotokolle, welche die Grundlage für die Netzwerkkommunikation im Internet bilden. Die Protokolle sind im TCP/IP Referenzmodell in Schichten unterteilt. Dies ist übersichtlicher als das OSI-Referenzmodell und erlaubt den Zugriff von einzelnen Schichten auf beliebige andere. Zur Netzwerkschicht gehören beispielsweise Ethernet und WLAN, zur Internetschicht IPv4, IPv6, ICMP, ARP, zur Transportschicht TCP, UDP, ICMP, zur Anwendungsschicht FTP, HTTP, SMTP, TELNET, DNS, POP3, PING, RIP, SNMP u.v.a.m..

Siehe auch:   TCP/IP-Referenzmodell   TCP/IP   OSI-Schichtenmodell   IPv6   ICMP   ARP   HTTP   FTP   SMTP   Domain-Name-System

DHCP

Dynamic Host Configuration Protocol. Mit Hilfe eines DHCP-Servers können Clients sich ihre Netzwerkkonfigurationsdaten beim Anmelden an das Netzwerk abholen. Es handelt sich dabei vor allem um die IP-Adresse, welche aus einem festgelegten Pool stammt. Mit DHCP können Computer an ein bestehendes Netzwerk angebunden werden ohne die Verbindung vorher konfigurieren zu müssen. Man unterscheidet zwischen manueller, automatischer und dynamischer Zuordnung.

Zuordnung der IP-Adressen
Bei der menuellen Zuordnung oder dem statischen DHCP werden die IP-Adressen am DHCP Server einer MAC-Adresse zugeordnet. Der DHCP Server läuft grundsätzlich als Prozess im Hintergrund und wartet auf Port 67 (UDP) auf Anfragen des DHCP-Client. Der DHCP Server verfügt über Dateien die den Adresspool betreffen sowie die Subnetzmaske, das Gateway und die lokale DNS-Domäne. Auch bei der automatischen Zuordnung wird die IP-Adresse an eine MAC-Adresse gebunden, jedoch wird durch den DHCP-Server eine Reihe von IP-Adressen vorbestimmt (IP-Range). Die Zuordung erfolgt hier auch auf einen nicht festgelegten Zeitraum. Bei der dynamischen Zuordnung erfolgt die Übergabe einer IP-Adresse auch vom DHCP-Server, jedoch für einen bestimmten Zeitraum. Bei Ablauf der Verwendungszeit muss sich der DHCP-Client neu anmelden. Zur Kommunikation innerhalb des DHCP-Protokolls gibt es verschiedene Befehle: DHCPOFFER: bei einer DHCPDISCOVER-Anfrage (DHCP-Client sendet eine Broadcast-Anfrage an den DHCP Server um eine IP-Adresse zu bekommen) antwortet der DHCP-Server mit entsprechenden Angeboten an IP-Adressen. Weitere Befehle sind z.B. DHCPACK, DHCPREQUEST, DHCPDECLINE und weitere. Damit das möglich ist, muss auf dem Client eine entsprechende Software installiert sein. Ohne DHCP wäre ein Setup notwendig. Dann müssten die IP-Adresse, Netzmaske, Gateway, DNS-Server, WINS-Server u.a. angegeben werden.

DHCP und IPv6
IPv6 könnte DHCP überflüssig machen, da viele DHCP Funktionen in IPv6 integriert sind. Ein Rechner, der auf IPv6 ausgelegt ist, ist in der Lage, aus der MAC-Adresse seines Netzwerk-Interfaces eine Link-lokale IPv6-Adresse zu ermitteln. Benötigt der Client jedoch einen DNS-Server, so funktionert es nicht mehr, da eine eigenständige Suche nach DNS-Servern im IPv6-RFC (Requests For Comments) nicht vorgesehen ist. Für diesen Fall wurde das DHCPv6 Protokoll entwickelt.

Siehe auch:   IPv6   IPv4   Requests-For-Comments   SLAAC   NAT   DNS-Server   Nameserver   Link-Lokale-Adresse   UDP   LDAP

Regional-Internet-Registry

Die Regional Internet Registry ist eine Organisation, die eine bestimmte Zone der Welt bezüglich der IPv4 und IPv6 Adressen und der AS-Nummern (Autonomes System, Autonomous System Number) verwaltet. Es gibt 5 RIRs: Europa: RIPE Network Coordination Centre (RIPE NCC, Réseaux IP Européens) Nord-Amerika: ARIN (American Registry for Internet Numbers, Asien und Pazifik-Region: APNIC (Asia Pacific Network Information Centre, Afrika: AfriNIC (African Network Information Centre) und letztlich Lateinamerika und Karibik: LacNIC (Latin American and Caribbean Internet Addresses Registry). Die IANA teilt den RIRs Bereiche von IP-Adressen zu. Die RIRs weisen dann IP-Adressen aus diesen Bereichen blockweise den Local Internet Registries (LIR) zu, die dann die Endkunden (ISPs, Organisationen, Firmenkunden) bedienen. Die LIRs sind ihrerseits oft selber Internet Service Provider (ISP). 2003 wurde die Number Resource Organization (NRO) von den RIRs gegründet. Ziel der NRO ist es, die weltweite Vergabe von IP-Adress-Blöcken zu koordinieren, die Kommunikation der RIRs untereinander zu verbessern und die Interessen der RIRs gegenüber der ICANN zu vertreten. Die NRO ist zusätzlich in Koordination mit der ICANN als Address Supporting Organization (ASO) tätig. Die ASO ist zuständig für die Vergabe von Domainnamen im Internet.

Siehe auch:   RIPE-NCC   ICANN   IANA   IETF   IRTF   InterNIC   Domain-Name-System   NIC   Root-Server   IP-Adresse

IPv4-Technologien

Bedarf an IP-Adressen und Koexistenz mit IPv6
IPv4 ist das gegenwärtig am meisten genutzte Internet-Protokoll und umfasst einen Adressraum von 32-Bit. Es bildet das Rückgrad des Internet, wird jedoch bis ca. 2025 sukzessive von IPv6 abgelöst. Problematisch ist der auf 32-Bit begrenzte Adressraum, welcher eine maximale Anzahl von 4,295 Milliarden Hosts adressieren kann. Mit dem Wirtschaftsboom in Asien und dem Bedarf an IP-Adressen für Mobile Endgeräte, für Haushaltsgeräte (Kühlschrank), Sensor-Netzwerke für Brücken, Häuser usw. oder RFID-Chips steigt der Bedarf an IP-Adressen rapide an. Die USA wiederum als grösste Wirtschafts- und Internetmacht verfügen aus historischen Gründen noch eine Zeit lang über genügend IP-Adressen, so dass von dieser Seite keine Forcierung zur Umstellung auf IPv6 zu erwarten ist. IPv6 ist auch mit Kosten verbunden, da neue Router/Bridges/Switches benötigt werden. Diese Problem wird wahrscheinlich in der Übergangszeit durch den Einsatz von Routern gelöst, die beide Protokolle beherrschen (dual stack), oder durch "Tunnelung" von IPv6 Datagrammen: sie werden einfach an einen IPv4 Header angehängt oder der Header enthält beide Versionsnummern.

IPv4-Header
Ein IPv4 Datagramm (Datenpaket) ist aufgeteilt in einen Header und den Nutzteil (eigentliche Daten). Der Kopfbereich (Header) von IPv4-Paketen ist in RFC 791 definiert. Er ist 32 Bit lang und enthält Angaben zur Version (IPv4 oder IPv6), zur IP Header Length (IHL), Type of Service (ToS: Priorität, Quality of Service), Länge des gesamten Paketes (Total Length: 16 Bit breit --> maximal 65535 Bytes oder 64 Kibibyte), Fragment Offset: dient der Verwaltung fragmentierter Pakete, Lebensdauer eine Paketes (Time-to-Live, TTL): soll die Lebensdauer begrenzen, damit ein Paket bei Fehlleitungen nicht ewig im Netz umherirrt und Ressourcen bindet, heute oftmals als Hop-Count realisiert, sowie Angaben zur Quell- und Zieladresse, einer Prüfsumme und Zusatzinformationen, welche Vorgaben für das Routing geben: Strict Routing: ein kompletter Routing Pfad ist vorgegeben, Free Routing: gibt eine Liste von Routern an, über die das Paket gehen soll, ein Zeitstempel u.a.

Routing Protokolle unter IPv4
Routing Protokolle die unter IPv4 verwendet werden sind u.a.: Border Gateway Protocol (BGP): BGP ist ein Exterior Gateway Protokoll um Erreichbarkeitsinformationen zwischen Autonomen Systemen (AS) auszutauschen, d. h. es liefert Informationen darüber, welche Netze erreichbar sind. Diese Informationen werden von den Routern der ASe verwendet, um interne Routing Daten für das Open Shortest Path First (OSPF) Verfahren oder das Routing Information Protocol (RIP) zu erstellen. Ein Autonomes System ist eine Anzahl von IP-Netzen die einheitlich administriert werden und durch ein oder mehrere Interior Gateway Protocols (IGP) verbunden sind. Ein IGP ist ein Routing-Protokoll für ASe: sie können mit komplexen Netzwerktopologien umgehen. Beispiele sind: OSPF, RIP, IS-IS (Intermediate System to Intermediate System Protocol) oder IGRP (Interior Gateway Routing Protocol). ASe können sich aus mehreren Teilnetzen zusammensetzen und werden meistens von ISPs (Internet Service Provider), Firmen oder Organisationen betrieben. Eine Weiterentwicklung von IGRP ist EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol), das 1994 von Cisco vorgestellt wurde. OSPF und IS-IS arbeiten mit dem Routing-Algorithmus Link-State-Routing-Protokoll (LS). Damit bauen Router komplexe Datenbanken mit Informationen über Netzwerktopologien auf. Link State arbeitet mit dem Shortest Path First (SPF) Algorithmus von Edsger Dijkstra. Im Unterschied zu den Distanzvektorprotokollen (RIP, IGPR) liegen bei LS Informationen über die gesamte Netzwerktopologie vor. LS tauscht nur Änderungen der Routingtabellen aus: dies erfolgt über Link-State-Announcement/Advertisements (LSA) per Multicast unter benachbarten Routern.

Siehe auch:   IPv4   IPv6   NAT   Subnetting   IP-Fragmentierung   Datenpaket   Nameserver   Resolver   Autonomes-System   Router

Link-Lokale-Adresse

Link-Lokale (Unicast-) Adressen werden vor allem seit der Einführung des IPv6 verwendet: Die Link-Lokalen Adressen sind in den ersten Bits der IPv6 Adresse, dem Präfix, enthalten und haben eine Sonderfunktion: sie werden von den Routern nicht weitergeleitet und sind nur im gleichen Teilnetz erreichbar. IPv6 arbeitet mit 'Scopes', das sind netztopologische Bereiche für die die Adresse gültig ist. Die Scopes sind entweder global eindeutig oder link-lokal eindeutig: link-lokale Adressen sind also nur auf dem physikalischen Link, an dem der jeweilige Netzknoten angeschlossen ist, eindeutig und gültig. Eine Link-Lokale Adresse wird ausschliesslich auf dem lokalen Netzwerklink verwendet. Link-Lokale Adressen sind nur innerhalb des Unternehmensnetzwerkes gültig und können ausserhalb nicht erkannt werden. Neben Link-Lokalen Unicast und Multicast Adressen gibt es bei IPv6 auch weitere definierte Gültigkeitsbereiche von Adressen:

Interfacelokale Adressen: hier verlassen die Pakete niemals die Schnittstelle (loopback),

Adminlokale Adressen: kleinster Bereich von Adressen; diese Bereiche müssen von den Admins in den Routern speziell eingerichtet und konfiguriert werden

Sitelokale Adressen: diese dürfen von den Routern in die Routingtabellen aufgenommen werden, jedoch nicht von Border-Routern

Organisationslokal-Adressen: hier dürfen die Datenpakete auch von Border-Routern weitergeleitet werden, diese verbleiben jedoch im Unternehmensnetzwerk; das Routing-Protokoll muss dafür entsprechend eingerichtet werden.

Siehe auch:   IPv6   Router   Datenpaket   IP-Adresse   IPv4

IANA

Die Internet Assigned Numbers Authority ist zuständig für die Vergabe von Top-Level-Domains (generic TLD, wie .com, .org, .biz und die Länderdomains wie .de, .be, .fr usw.), IP-Adressen und Internet-Protokollnummern. Weiterhin regelt die IANA die Zuordnung der Haupt-Ports von 0 bis 1023. Die Registrierung von lokalen IP-Adressen wird von der IANA an die Regional Internet Registries (RIRs) delegiert. Die RIRs teilen sich die Welt in folgende Zonen auf: Europa: RIPE Network Coordination Centre (RIPE NCC, Réseaux IP Européens) Nordamerika: ARIN (American Registry for Internet Numbers), Asien und Pazifik-Region: APNIC (Asia Pacific Network Information Centre), Afrika: AfriNIC (African Network Information Centre) und letztlich Mittel- und Südamerika und Karibik: LACNIC (Latin American and Caribbean Internet Addresses Registry). Die IANA verteilt IPv4 und IPv6 Adressen und vergibt sie blockweise an die einzelnen RIRs, die sie wiederum nach ihren eigenen spezifischen Regelungen an die Internet Service Provider und Organisationen verteilen. Die IANA ist eine Unterorganisation der ICANN. Damit untersteht sie dem US-Wirtschaftsministerium. Letzteres bestimmt auch über den Master aller Root-Server: den A Server von VeriSign und hat damit bestimmenden Einfluss, was in die Root kommt! Daher auch das politische Problem: die ICANN versucht immer wieder Druck auf die IANA auszuüben und überdeckt damit das Verhältnis zwischen der IANA, den RIRs und deren CcTLDs (Country-Code-Top-Level-Domains). Deswegen gibt es Bestrebungen, die IANA von der ICANN abzukoppeln, auch gegen den Willen des US-Handelsministeriums.

Siehe auch:   ICANN   IETF   RIPE-NCC   DENIC   Root-Server   DNS-Server   TLD   TCP/IP   IPv6   IP-Adresse

SLAAC

Im IPv6 Protokoll gibt es verschiedene Möglichkeiten der Autokonfiguration: Stateful Address Autoconfiguration (mit DHCPv6) und Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC), sowie manuelle Konfiguration (keine Autokonfiguration).

Autokonfiguration
Die Autokonfiguration der IPv6-Adressen funktioniert so, dass ein IPv6-Stack aus einer Layer-2-MAC-Adresse (OSI-Sicherungsschicht) eine link-lokale Adresse errechnen kann. SLAAC ist Bestandteil von IPv6 und auch für Anfänger geeignet, wird doch jede SLAAC-Implementierung vom IPv6-Protokoll ausgeführt: SLAAC (RFC 2462) ermöglicht es einem Host-Rechner, sich selbst mit IPv6-Adressen zu konfigurieren.

Router Ankündigungen
Der IPv6 Host benötigt dazu jeweils nur die eigenen Daten sowie die sog. Router Ankündigungen (RAs). Router Ankündigungen sind Informationen, die der Router an alle Rechner in Form von einem Link sendet. Router Ankündigungen beziehen sich auf den jeweils verbundenen Link: Subnetz/Layer2 Broadcast Domänen. RAs enthalten Informationen über die vorderen 64-Bit einer globalen IPv6 Adresse, den Routing-Präfix und der IPv6-Defaultroute für das Subnet.

SLAAC-Prozess, link-lokale Adressen
Der SLAAC-Prozess startet, wenn ein IPv6-Host gebootet wird oder das IPv6 Protokol initialisiert wird. Der IPv6 Host konfiguriert dann zunächst link-lokale Adressen für seine Interfaces: er erzeugt aus seiner MAC-Adresse (EUI-48) eine EUI-64-ID. Die EUI-64-ID hängt er an das Präfix für link-lokale Adressen an. Diese link-lokale Adresse ist aber nur provisorisch, und zwar so lange, bis festgestellt wurde, dass sie eindeutig ist und dann einem Interface zugewiesen werden kann. Die Duplicate Address Detection (DAD) soll verhindern, dass eine Adresse mehr als einmal zugewiesen wird: dazu sendet ein Host eine sog. Neighbor Solicitation Nachricht (NS) mit der eigenen link-lokalen Adresse an das jeweilige Ziel: falls diese Adresse von einem anderen Host bereits verwendet wird, sendet dieser eine Neighbor Advertisement Nachricht zurück. Dann wird der SLAAC-Prozess abgebrochen und ein manueller Eingriff ist nötig. Ansonsten weiss der Host, dass diese link-lokale Adresse einzigartig ist, und er kann sie auf sein Interface konfigurieren. Für diesen Teil des SLAAC-Prozesses wird ausser der MAC-Adresse nichts weiter benötigt; auch nicht unbedingt eine LAN-Verbindung. Danach versucht der Host herauszufinden, ob es einen Router auf dem jeweiligen Link gibt, der Router Ankündigungen sendet. Um das herauszufinden, und nicht auf eine solche RA warten zu müssen, versendet der Host eine Router Solicitation (RS) an alle Router der Multicast Gruppe auf dem jeweiligen Link. Daraufhin sendet der betreffende Router eine RA an den Host: RAs enthalten u.a. 2 Flags, die dem Host kommunizieren, welche Informationen er über Stateful Address Autoconfiguration (DHCPv6) beziehen soll. Grundsätzlich können beide Arten der Autokonfiguration angewendet werden: dazu gibt es bei den RAs eine extra Flag, die dies kommuniziert. Infos über den Nameserver, den NTP-Server u.ä. kann z.B. über den Stateful Address Autoconfiguration Prozess bezogen werden. Die Präfixe, die der Router versendet, betreffen die ersten 64-Bit, die letzten 64-Bit (Host-ID) werden vom Host wie bei der link-lokalen Adresse generiert und an das vom Router versendete 64-Bit Präfix angehängt. Die IPv6 Adressen auf den Interfaces verfügen über eine (fast) unbegrenzte Lebensdauer: man unterscheidet zwischen einer vorgezogenen Lebensdauer und einer gültigen Lebensdauer.

Siehe auch:   IPv6   Router   MAC-Adresse   DHCP   Link-Lokale-Adresse

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	Internetprotokollfamilie

	Bei der Internetprotokollfamilie handelt sich um ca. 500 Netzwerkprotokolle, welche die Grundlage für die Netzwerkkommunikation im Internet bilden. Die Protokolle sind im TCP/IP Referenzmodell in Schichten unterteilt. Dies ist übersichtlicher als das OSI-Referenzmodell und erlaubt den Zugriff von einzelnen Schichten auf beliebige andere. Zur Netzwerkschicht gehören beispielsweise Ethernet und WLAN, zur Internetschicht IPv4, IPv6, ICMP, ARP, zur Transportschicht TCP, UDP, ICMP, zur Anwendungsschicht FTP, HTTP, SMTP, TELNET, DNS, POP3, PING, RIP, SNMP u.v.a.m..

	Siehe auch: TCP/IP-Referenzmodell TCP/IP OSI-Schichtenmodell IPv6 ICMP ARP HTTP FTP SMTP Domain-Name-System

	DHCP

	Dynamic Host Configuration Protocol. Mit Hilfe eines DHCP-Servers können Clients sich ihre Netzwerkkonfigurationsdaten beim Anmelden an das Netzwerk abholen. Es handelt sich dabei vor allem um die IP-Adresse, welche aus einem festgelegten Pool stammt. Mit DHCP können Computer an ein bestehendes Netzwerk angebunden werden ohne die Verbindung vorher konfigurieren zu müssen. Man unterscheidet zwischen manueller, automatischer und dynamischer Zuordnung. Zuordnung der IP-Adressen Bei der menuellen Zuordnung oder dem statischen DHCP werden die IP-Adressen am DHCP Server einer MAC-Adresse zugeordnet. Der DHCP Server läuft grundsätzlich als Prozess im Hintergrund und wartet auf Port 67 (UDP) auf Anfragen des DHCP-Client. Der DHCP Server verfügt über Dateien die den Adresspool betreffen sowie die Subnetzmaske, das Gateway und die lokale DNS-Domäne. Auch bei der automatischen Zuordnung wird die IP-Adresse an eine MAC-Adresse gebunden, jedoch wird durch den DHCP-Server eine Reihe von IP-Adressen vorbestimmt (IP-Range). Die Zuordung erfolgt hier auch auf einen nicht festgelegten Zeitraum. Bei der dynamischen Zuordnung erfolgt die Übergabe einer IP-Adresse auch vom DHCP-Server, jedoch für einen bestimmten Zeitraum. Bei Ablauf der Verwendungszeit muss sich der DHCP-Client neu anmelden. Zur Kommunikation innerhalb des DHCP-Protokolls gibt es verschiedene Befehle: DHCPOFFER: bei einer DHCPDISCOVER-Anfrage (DHCP-Client sendet eine Broadcast-Anfrage an den DHCP Server um eine IP-Adresse zu bekommen) antwortet der DHCP-Server mit entsprechenden Angeboten an IP-Adressen. Weitere Befehle sind z.B. DHCPACK, DHCPREQUEST, DHCPDECLINE und weitere. Damit das möglich ist, muss auf dem Client eine entsprechende Software installiert sein. Ohne DHCP wäre ein Setup notwendig. Dann müssten die IP-Adresse, Netzmaske, Gateway, DNS-Server, WINS-Server u.a. angegeben werden. DHCP und IPv6 IPv6 könnte DHCP überflüssig machen, da viele DHCP Funktionen in IPv6 integriert sind. Ein Rechner, der auf IPv6 ausgelegt ist, ist in der Lage, aus der MAC-Adresse seines Netzwerk-Interfaces eine Link-lokale IPv6-Adresse zu ermitteln. Benötigt der Client jedoch einen DNS-Server, so funktionert es nicht mehr, da eine eigenständige Suche nach DNS-Servern im IPv6-RFC (Requests For Comments) nicht vorgesehen ist. Für diesen Fall wurde das DHCPv6 Protokoll entwickelt.

	Siehe auch: IPv6 IPv4 Requests-For-Comments SLAAC NAT DNS-Server Nameserver Link-Lokale-Adresse UDP LDAP

	Regional-Internet-Registry

	Die Regional Internet Registry ist eine Organisation, die eine bestimmte Zone der Welt bezüglich der IPv4 und IPv6 Adressen und der AS-Nummern (Autonomes System, Autonomous System Number) verwaltet. Es gibt 5 RIRs: Europa: RIPE Network Coordination Centre (RIPE NCC, Réseaux IP Européens) Nord-Amerika: ARIN (American Registry for Internet Numbers, Asien und Pazifik-Region: APNIC (Asia Pacific Network Information Centre, Afrika: AfriNIC (African Network Information Centre) und letztlich Lateinamerika und Karibik: LacNIC (Latin American and Caribbean Internet Addresses Registry). Die IANA teilt den RIRs Bereiche von IP-Adressen zu. Die RIRs weisen dann IP-Adressen aus diesen Bereichen blockweise den Local Internet Registries (LIR) zu, die dann die Endkunden (ISPs, Organisationen, Firmenkunden) bedienen. Die LIRs sind ihrerseits oft selber Internet Service Provider (ISP). 2003 wurde die Number Resource Organization (NRO) von den RIRs gegründet. Ziel der NRO ist es, die weltweite Vergabe von IP-Adress-Blöcken zu koordinieren, die Kommunikation der RIRs untereinander zu verbessern und die Interessen der RIRs gegenüber der ICANN zu vertreten. Die NRO ist zusätzlich in Koordination mit der ICANN als Address Supporting Organization (ASO) tätig. Die ASO ist zuständig für die Vergabe von Domainnamen im Internet.

	Siehe auch: RIPE-NCC ICANN IANA IETF IRTF InterNIC Domain-Name-System NIC Root-Server IP-Adresse

	IPv4-Technologien

	Bedarf an IP-Adressen und Koexistenz mit IPv6 IPv4 ist das gegenwärtig am meisten genutzte Internet-Protokoll und umfasst einen Adressraum von 32-Bit. Es bildet das Rückgrad des Internet, wird jedoch bis ca. 2025 sukzessive von IPv6 abgelöst. Problematisch ist der auf 32-Bit begrenzte Adressraum, welcher eine maximale Anzahl von 4,295 Milliarden Hosts adressieren kann. Mit dem Wirtschaftsboom in Asien und dem Bedarf an IP-Adressen für Mobile Endgeräte, für Haushaltsgeräte (Kühlschrank), Sensor-Netzwerke für Brücken, Häuser usw. oder RFID-Chips steigt der Bedarf an IP-Adressen rapide an. Die USA wiederum als grösste Wirtschafts- und Internetmacht verfügen aus historischen Gründen noch eine Zeit lang über genügend IP-Adressen, so dass von dieser Seite keine Forcierung zur Umstellung auf IPv6 zu erwarten ist. IPv6 ist auch mit Kosten verbunden, da neue Router/Bridges/Switches benötigt werden. Diese Problem wird wahrscheinlich in der Übergangszeit durch den Einsatz von Routern gelöst, die beide Protokolle beherrschen (dual stack), oder durch "Tunnelung" von IPv6 Datagrammen: sie werden einfach an einen IPv4 Header angehängt oder der Header enthält beide Versionsnummern. IPv4-Header Ein IPv4 Datagramm (Datenpaket) ist aufgeteilt in einen Header und den Nutzteil (eigentliche Daten). Der Kopfbereich (Header) von IPv4-Paketen ist in RFC 791 definiert. Er ist 32 Bit lang und enthält Angaben zur Version (IPv4 oder IPv6), zur IP Header Length (IHL), Type of Service (ToS: Priorität, Quality of Service), Länge des gesamten Paketes (Total Length: 16 Bit breit --> maximal 65535 Bytes oder 64 Kibibyte), Fragment Offset: dient der Verwaltung fragmentierter Pakete, Lebensdauer eine Paketes (Time-to-Live, TTL): soll die Lebensdauer begrenzen, damit ein Paket bei Fehlleitungen nicht ewig im Netz umherirrt und Ressourcen bindet, heute oftmals als Hop-Count realisiert, sowie Angaben zur Quell- und Zieladresse, einer Prüfsumme und Zusatzinformationen, welche Vorgaben für das Routing geben: Strict Routing: ein kompletter Routing Pfad ist vorgegeben, Free Routing: gibt eine Liste von Routern an, über die das Paket gehen soll, ein Zeitstempel u.a. Routing Protokolle unter IPv4 Routing Protokolle die unter IPv4 verwendet werden sind u.a.: Border Gateway Protocol (BGP): BGP ist ein Exterior Gateway Protokoll um Erreichbarkeitsinformationen zwischen Autonomen Systemen (AS) auszutauschen, d. h. es liefert Informationen darüber, welche Netze erreichbar sind. Diese Informationen werden von den Routern der ASe verwendet, um interne Routing Daten für das Open Shortest Path First (OSPF) Verfahren oder das Routing Information Protocol (RIP) zu erstellen. Ein Autonomes System ist eine Anzahl von IP-Netzen die einheitlich administriert werden und durch ein oder mehrere Interior Gateway Protocols (IGP) verbunden sind. Ein IGP ist ein Routing-Protokoll für ASe: sie können mit komplexen Netzwerktopologien umgehen. Beispiele sind: OSPF, RIP, IS-IS (Intermediate System to Intermediate System Protocol) oder IGRP (Interior Gateway Routing Protocol). ASe können sich aus mehreren Teilnetzen zusammensetzen und werden meistens von ISPs (Internet Service Provider), Firmen oder Organisationen betrieben. Eine Weiterentwicklung von IGRP ist EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol), das 1994 von Cisco vorgestellt wurde. OSPF und IS-IS arbeiten mit dem Routing-Algorithmus Link-State-Routing-Protokoll (LS). Damit bauen Router komplexe Datenbanken mit Informationen über Netzwerktopologien auf. Link State arbeitet mit dem Shortest Path First (SPF) Algorithmus von Edsger Dijkstra. Im Unterschied zu den Distanzvektorprotokollen (RIP, IGPR) liegen bei LS Informationen über die gesamte Netzwerktopologie vor. LS tauscht nur Änderungen der Routingtabellen aus: dies erfolgt über Link-State-Announcement/Advertisements (LSA) per Multicast unter benachbarten Routern.

	Siehe auch: IPv4 IPv6 NAT Subnetting IP-Fragmentierung Datenpaket Nameserver Resolver Autonomes-System Router

	Link-Lokale-Adresse

	Link-Lokale (Unicast-) Adressen werden vor allem seit der Einführung des IPv6 verwendet: Die Link-Lokalen Adressen sind in den ersten Bits der IPv6 Adresse, dem Präfix, enthalten und haben eine Sonderfunktion: sie werden von den Routern nicht weitergeleitet und sind nur im gleichen Teilnetz erreichbar. IPv6 arbeitet mit 'Scopes', das sind netztopologische Bereiche für die die Adresse gültig ist. Die Scopes sind entweder global eindeutig oder link-lokal eindeutig: link-lokale Adressen sind also nur auf dem physikalischen Link, an dem der jeweilige Netzknoten angeschlossen ist, eindeutig und gültig. Eine Link-Lokale Adresse wird ausschliesslich auf dem lokalen Netzwerklink verwendet. Link-Lokale Adressen sind nur innerhalb des Unternehmensnetzwerkes gültig und können ausserhalb nicht erkannt werden. Neben Link-Lokalen Unicast und Multicast Adressen gibt es bei IPv6 auch weitere definierte Gültigkeitsbereiche von Adressen: Interfacelokale Adressen: hier verlassen die Pakete niemals die Schnittstelle (loopback), Adminlokale Adressen: kleinster Bereich von Adressen; diese Bereiche müssen von den Admins in den Routern speziell eingerichtet und konfiguriert werden Sitelokale Adressen: diese dürfen von den Routern in die Routingtabellen aufgenommen werden, jedoch nicht von Border-Routern Organisationslokal-Adressen: hier dürfen die Datenpakete auch von Border-Routern weitergeleitet werden, diese verbleiben jedoch im Unternehmensnetzwerk; das Routing-Protokoll muss dafür entsprechend eingerichtet werden.

	Siehe auch: IPv6 Router Datenpaket IP-Adresse IPv4

	IANA

	Die Internet Assigned Numbers Authority ist zuständig für die Vergabe von Top-Level-Domains (generic TLD, wie .com, .org, .biz und die Länderdomains wie .de, .be, .fr usw.), IP-Adressen und Internet-Protokollnummern. Weiterhin regelt die IANA die Zuordnung der Haupt-Ports von 0 bis 1023. Die Registrierung von lokalen IP-Adressen wird von der IANA an die Regional Internet Registries (RIRs) delegiert. Die RIRs teilen sich die Welt in folgende Zonen auf: Europa: RIPE Network Coordination Centre (RIPE NCC, Réseaux IP Européens) Nordamerika: ARIN (American Registry for Internet Numbers), Asien und Pazifik-Region: APNIC (Asia Pacific Network Information Centre), Afrika: AfriNIC (African Network Information Centre) und letztlich Mittel- und Südamerika und Karibik: LACNIC (Latin American and Caribbean Internet Addresses Registry). Die IANA verteilt IPv4 und IPv6 Adressen und vergibt sie blockweise an die einzelnen RIRs, die sie wiederum nach ihren eigenen spezifischen Regelungen an die Internet Service Provider und Organisationen verteilen. Die IANA ist eine Unterorganisation der ICANN. Damit untersteht sie dem US-Wirtschaftsministerium. Letzteres bestimmt auch über den Master aller Root-Server: den A Server von VeriSign und hat damit bestimmenden Einfluss, was in die Root kommt! Daher auch das politische Problem: die ICANN versucht immer wieder Druck auf die IANA auszuüben und überdeckt damit das Verhältnis zwischen der IANA, den RIRs und deren CcTLDs (Country-Code-Top-Level-Domains). Deswegen gibt es Bestrebungen, die IANA von der ICANN abzukoppeln, auch gegen den Willen des US-Handelsministeriums.

	Siehe auch: ICANN IETF RIPE-NCC DENIC Root-Server DNS-Server TLD TCP/IP IPv6 IP-Adresse

	SLAAC

	Im IPv6 Protokoll gibt es verschiedene Möglichkeiten der Autokonfiguration: Stateful Address Autoconfiguration (mit DHCPv6) und Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC), sowie manuelle Konfiguration (keine Autokonfiguration). Autokonfiguration Die Autokonfiguration der IPv6-Adressen funktioniert so, dass ein IPv6-Stack aus einer Layer-2-MAC-Adresse (OSI-Sicherungsschicht) eine link-lokale Adresse errechnen kann. SLAAC ist Bestandteil von IPv6 und auch für Anfänger geeignet, wird doch jede SLAAC-Implementierung vom IPv6-Protokoll ausgeführt: SLAAC (RFC 2462) ermöglicht es einem Host-Rechner, sich selbst mit IPv6-Adressen zu konfigurieren. Router Ankündigungen Der IPv6 Host benötigt dazu jeweils nur die eigenen Daten sowie die sog. Router Ankündigungen (RAs). Router Ankündigungen sind Informationen, die der Router an alle Rechner in Form von einem Link sendet. Router Ankündigungen beziehen sich auf den jeweils verbundenen Link: Subnetz/Layer2 Broadcast Domänen. RAs enthalten Informationen über die vorderen 64-Bit einer globalen IPv6 Adresse, den Routing-Präfix und der IPv6-Defaultroute für das Subnet. SLAAC-Prozess, link-lokale Adressen Der SLAAC-Prozess startet, wenn ein IPv6-Host gebootet wird oder das IPv6 Protokol initialisiert wird. Der IPv6 Host konfiguriert dann zunächst link-lokale Adressen für seine Interfaces: er erzeugt aus seiner MAC-Adresse (EUI-48) eine EUI-64-ID. Die EUI-64-ID hängt er an das Präfix für link-lokale Adressen an. Diese link-lokale Adresse ist aber nur provisorisch, und zwar so lange, bis festgestellt wurde, dass sie eindeutig ist und dann einem Interface zugewiesen werden kann. Die Duplicate Address Detection (DAD) soll verhindern, dass eine Adresse mehr als einmal zugewiesen wird: dazu sendet ein Host eine sog. Neighbor Solicitation Nachricht (NS) mit der eigenen link-lokalen Adresse an das jeweilige Ziel: falls diese Adresse von einem anderen Host bereits verwendet wird, sendet dieser eine Neighbor Advertisement Nachricht zurück. Dann wird der SLAAC-Prozess abgebrochen und ein manueller Eingriff ist nötig. Ansonsten weiss der Host, dass diese link-lokale Adresse einzigartig ist, und er kann sie auf sein Interface konfigurieren. Für diesen Teil des SLAAC-Prozesses wird ausser der MAC-Adresse nichts weiter benötigt; auch nicht unbedingt eine LAN-Verbindung. Danach versucht der Host herauszufinden, ob es einen Router auf dem jeweiligen Link gibt, der Router Ankündigungen sendet. Um das herauszufinden, und nicht auf eine solche RA warten zu müssen, versendet der Host eine Router Solicitation (RS) an alle Router der Multicast Gruppe auf dem jeweiligen Link. Daraufhin sendet der betreffende Router eine RA an den Host: RAs enthalten u.a. 2 Flags, die dem Host kommunizieren, welche Informationen er über Stateful Address Autoconfiguration (DHCPv6) beziehen soll. Grundsätzlich können beide Arten der Autokonfiguration angewendet werden: dazu gibt es bei den RAs eine extra Flag, die dies kommuniziert. Infos über den Nameserver, den NTP-Server u.ä. kann z.B. über den Stateful Address Autoconfiguration Prozess bezogen werden. Die Präfixe, die der Router versendet, betreffen die ersten 64-Bit, die letzten 64-Bit (Host-ID) werden vom Host wie bei der link-lokalen Adresse generiert und an das vom Router versendete 64-Bit Präfix angehängt. Die IPv6 Adressen auf den Interfaces verfügen über eine (fast) unbegrenzte Lebensdauer: man unterscheidet zwischen einer vorgezogenen Lebensdauer und einer gültigen Lebensdauer.

	Siehe auch: IPv6 Router MAC-Adresse DHCP Link-Lokale-Adresse