Der wichtigste und augenfälligste Vorteil des neuen Protokolls ist die enorme Vergrößerung des verfügbaren Adressraums. Eine IPv6-Adresse enthält 128 Bit anstelle der traditionellen 32 Bit. Somit stehen viele Billiarden(!) IP-Adressen zur Verfügung.

IPv6-Adressen unterscheiden sich von ihren Vorgängern nicht nur in der Länge, auch ihre innere Struktur ist anders und erlaubt es, speziellere Informationen über das zugehörige System und sein Netzwerk zu kodieren. Mehr dazu unter Abschnitt 22.2.2, „Adresstypen und -struktur“.

Weitere wichtige Vorteile des neuen Protokolls in Kurzform:

Wie bereits erwähnt, hat das bisher verwendete IP-Protokoll zwei schwerwiegende Nachteile. Zum einen gehen die verfügbaren IP-Adressen langsam aus und zum anderen ist die Netzwerkkonfiguration und das Verwalten von Routingtabellen immer komplizierter und wartungsintensiver. Dem ersten Problem begegnet IPv6 mit der Erweiterung des Adressraums auf 128 Bit. Die Lösung für das zweite Problem liegt der hierarchischen Adressstruktur, ausgeklügelten Mechanismen zur Adresszuweisung im Netz und der Möglichkeit des „Multi-Homings“ (mehrere Adressen pro Schnittstelle mit Zugang zu verschiedenen Netzwerken).

In Zusammenhang mit IPv6 sollten Sie folgende drei Adresstypen unterscheiden können:

Eine IPv6-Adresse setzt sich aus acht Blöcken zu je 16 Bit zusammen, die durch : (Doppelpunkt) getrennt werden und in Hexadezimalschreibweise dargestellt werden. Führende Null-Bytes in einer Gruppe dürfen weggelassen werden, nicht aber inmitten oder am Ende einer Gruppe. Mehr als vier Null-Bytes direkt hintereinander kann man durch das Auslassungszeichen :: überspringen. Allerdings ist nur ein Auslassungszeichen in einer Adresse erlaubt. Dieser Vorgang des Auslassens wird in Englisch mit „collapsing“ bezeichnet. In Beispiel 22.3, „Beispiel einer IPv6-Adresse“ ist dieser Vorgang anhand dreier äquivalenter Schreibweisen ein und derselben Adresse dargestellt.

fe80 : 0000 : 0000 : 0000 : 0000 : 10 : 1000 : 1a4 
fe80 :    0 :    0 :    0 :    0 : 10 : 1000 : 1a4 
fe80 :                           : 10 : 1000 : 1a4

Jeder Teil einer IPv6-Adresse hat eine definierte Bedeutung. Die ersten Bytes bilden einen Präfix und geben den Typ der Adresse an. Der Mittelteil adressiert ein Netzwerk oder ist bedeutungslos und den Schluss der Adresse bildet der Hostteil. Netzmasken definieren sich unter IPv6 über die Länge des Präfix, die per / am Ende der Adresse mit angegeben wird. Eine Adressdarstellung wie in Beispiel 22.4, „IPv6-Adresse mit Präfixangabe“ besagt, dass die letzten 64 Bit den Hostteil und die vorderen 64 Bit den Netzwerkteil der Adresse bilden. Anders gesagt bedeutet die 64, dass von links her die Netzmaske mit 1 Bits aufgefüllt wird. Es gibt in der Netzmaske also 64 1 Bits. Wie bei IPv4 wird durch eine UND-Verknüpfung der Netzmaske mit der IP-Adresse bestimmt, ob sich ein Rechner im gleichen oder in einem anderen Subnetz befindet.

fe80::10:1000:1a4/64

IPv6 kennt verschiedene Präfixe mit definierter Bedeutung. Einige davon werden in Tabelle 22.4, „verschiedene IPv6-Präfixe“ gezeigt.

Unicastadressen folgen einem dreigeteilten Aufbauprinzip:

Abgeleitet aus diesem Grundaufbau werden fünf verschiedene Typen von Unicastadressen unterschieden:

Zusätzlich gibt es in IPv6 eine neue Erfindung: Einer Netzwerkschnittstelle werden üblicherweise mehrere IP-Adressen zugewiesen. Das hat den Vorteil, dass mehrere verschiedene Netze zur Verfügung stehen. Eines davon kann mit Hilfe der MAC-Adresse und einem bekannten Präfix zu einem vollautomatisch konfigurierten Netz zusammengestellt werden, und ohne weitere Konfigurationsarbeiten sind damit direkt nach dem Starten von IPv6 alle Rechner im lokalen Netz erreichbar (sog. „Link-local-Adresse“). Die MAC-Adresse als Bestandteil der IP-Adresse macht jede dieser Adressen global unterscheidbar. Einzig die Teile der „Site Topology“ oder „Public Topology“ können variieren, je nachdem in welchem Netz dieser Rechner aktuell zu erreichen ist.

„Bewegt“ sich ein Rechner zwischen mehreren Netzen hin und her, braucht er mindestens zwei Adressen. Die eine, seine „Home Address“ beinhaltet neben seiner Interface-ID die Informationen zu seinem Heimatnetz, in dem er normalerweise betrieben wird und das entsprechende Präfix. Die „Home Address“ ist statisch und wird nicht verändert. Alle Pakete, die für diesen Rechner bestimmt sind, werden ihm sowohl im eigenen als auch in fremden Netzen zugestellt. Möglich wird die Zustellung im Fremdnetz über wesentliche Neuerungen des IPv6-Protokolls, über Stateless Autoconfiguration und Neighbor Discovery. Der mobile Rechner hat neben seiner „Home Address“ eine oder mehrere weitere Adressen, die in die fremden Netze gehören, in denen er sich bewegt. Diese Adressen heißen „Care-of Address“. Im Heimatnetz des mobilen Rechners muss eine Instanz vorhanden sein, die an seine „Home Address“ gerichtete „nachsendet“, sollte er sich in einem anderen Netz befinden. Diese Funktion wird in einem IPv6-Szenario vom „Home Agent“ übernommen. Er stellt alle Pakete, die an die Heimatadresse des mobilen Rechners gerichtet sind, über einen Tunnel zu. Pakete, die als Zieladresse die „Care-of Address“ tragen, können ohne Umweg über den Home Agent zugestellt werden.

Der Umstieg aller Rechner im Internet von IPv4 auf IPv6 wird nicht auf einen Schlag geschehen. Vielmehr werden altes und neues Protokoll noch eine ganze Weile nebeneinanderher existieren. Die Koexistenz auf einem Rechner ist per „Dual Stack“ gelöst, es bleibt aber die Frage, wie IPv6-Rechner mit IPv4-Rechnern kommunizieren können und wie IPv6 über die momentan noch vorherrschenden IPv4-Netze transportiert werden sollen. Tunneling und die Verwendung von Kompatibilitätsadressen (siehe Abschnitt 22.2.2, „Adresstypen und -struktur“) sind hier die Methoden der Wahl.

Einzelne IPv6-Inseln im (weltweiten) IPv4-Netz tauschen ihre Daten über Tunnel aus. Beim Tunneling werden IPv6-Pakete in IPv4-Pakete verpackt, um sie über ein reines IPv4-Netzwerk transportieren zu können. Ein Tunnel ist definiert als die Verbindung zwischen zwei IPv4-Endpunkten. Hierbei muss die IPv6-Zieladresse (oder das entsprechende Präfix) angegeben werden, an die die verkappten IPv6-Pakete gerichtet sind und die entfernte IPv4-Adresse, an der die getunnelten Pakete in Empfang genommen werden sollen. Im einfachsten Fall konfigurieren Administratoren solche Tunnel zwischen ihren Netzwerken manuell und nach Absprache. Solches Tunneling wird statisches Tunneling genannt.

Trotzdem reicht manuelles Tunneling oft nicht aus, um die Menge der zum täglichen vernetzten Arbeiten nötigen Tunnel aufzubauen und zu verwalten. Aus diesem Grund wurden drei verschiedene Verfahren entwickelt, die dynamisches Tunneling erlauben:

Die 6Bone Initiative

Mitten im „altmodischen“ Internet existiert mit 6Bone (http://www.6bone.net) ein weltweit verteiltes Netzwerk von IPv6-Subnetzen, die über Tunnel miteinander verbunden sind. Innerhalb des 6Bone-Netzes wird IPv6 getestet. Softwareentwickler und Provider, die IPv6-Dienste entwickeln oder anbieten, können diese Testumgebung nutzen, um wichtige Erfahrungen mit dem neuen Protokoll zu bekommen. Weitere Informationen finden Sie auf den Projektseiten von 6Bone.

Falls Sie die Verwendung von IPv6 konfigurieren möchten, müssen Sie in der Regel keine Konfiguration auf den Arbeitsstationen durchführen. Allerdings muss die IPv6-Unterstützung geladen werden. Rufen Sie als Benutzer root den Befehl modprobe ipv6 auf.

Aufgrund der Autokonfigurationsphilosophie von IPv6 wird dann der Netzwerkkarte eine Adresse im link-local Netz zugewiesen. Normalerweise wird auf einer Arbeitsstation keine Routingtabelle gepflegt. Die Router im Netz können über das Router Advertisment Protocol von der Arbeitsstation darüber befragt werden, welches Präfix und welche Gateways zu verwenden sind. Um einen IPv6-Router aufzusetzen, können Sie das Programm radvd aus radvd verwenden. Dieses Programm teilt den Arbeitsstationen das zu verwendende Präfix für IPv6-Adressen und den/die Router mit. Das Programm zebra kann ebenfalls zur Autokonfiguration von Adressen und für Routingkonfiguration eingesetzt werden.

Um einer Arbeitsstation eine IPv6-Adresse zuweisen zu können, ist es ratsam, einen Router mit dem Programm radvd oder zebra zu installieren und zu konfigurieren. Die Arbeitsstationen bekommen die IPv6-Adresse dann automatisch zugewiesen.

Zur Einrichtung verschiedener Tunnel mit Hilfe der Dateien unter /etc/sysconfig/network finden Sie wichtige Informationen in der Manualpage von ifup (man ifup).

Natürlich kann und will der obige Überblick keine vollständige Einführung zum sehr umfangreichen Thema IPv6 sein. Zum tieferen Einstieg in IPv6 können Sie die folgende Onlineliteratur und Bücher zu Rate ziehen: