IPv6 Grundlagen

6 Kernkonzepte

Die wichtigsten IPv6-Konzepte für die Netzwerktechnik: 128 Bit · Kurzschreibweise · Unicast · Multicast · Anycast · Präfixe · SLAAC · besondere Adressen IPv6 ist der Nachfolger von IPv4 und löst das Problem der Adressknappheit. Diese Cheatsheet fasst die grundlegenden Konzepte, Adresstypen und Besonderheiten von IPv6 zusammen.

Adressaufbau – 128 Bit · 8 Hextetts

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

# 128 Bit = 8 × 16 Bit (Hextetts) 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 # Jedes Hextett = 4 Hexadezimal-Ziffern

Eine IPv6-Adresse besteht aus 128 Bit, die in 8 Hextetts (je 16 Bit) unterteilt werden. Jedes Hextett wird als 4-stellige Hexadezimalzahl dargestellt, getrennt durch Doppelpunkte.

Aufbau einer IPv6-Adresse

Komponente	Größe	Beschreibung
Hextett	16 Bit	4 Hexadezimal-Ziffern (z.B. 0db8)
Adresse	128 Bit	8 Hextetts, getrennt durch Doppelpunkte
Präfix	variabel	Netzwerkanteil (z.B. /64)
Interface-ID	64 Bit	Hostanteil (bei /64)

Tipp: Ein Hextett wird auch als Hexadezimal-Oktett bezeichnet. Anders als bei IPv4 sind die Blöcke nicht durch Dezimalzahlen, sondern durch Hexadezimalzahlen dargestellt.

Kurzschreibweise – Leading-Zero-Suppression & ::

2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

# Vollständig: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 # Kurzschreibweise: 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

Die Kurzschreibweise vereinfacht IPv6-Adressen durch zwei Regeln: Leading-Zero-Suppression (führende Nullen weglassen) und die Doppelpunkt-Kompression (eine aufeinanderfolgende Null-Block mit :: ersetzen).

Beispiele

# Leading-Zero-Suppression

0db8 → db8

0370 → 370

# Doppelpunkt-Kompression (::)

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

→ 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

# Mehrere Nullen-Blöcke

fe80:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001

→ fe80::1

# Loopback-Adresse

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001

→ ::1

Tipp: Die ::-Kompression darf nur einmal pro Adresse verwendet werden, sonst ist die Adresse mehrdeutig. Sie wird verwendet, um einen oder mehrere aufeinanderfolgende Null-Blöcke zu ersetzen.

Adresstypen – Unicast · Multicast · Anycast

Unicast · Multicast · Anycast

# Unicast (Einzelner Empfänger) 2001:db8::1 # Multicast (Gruppe von Empfängern) ff02::1 # Alle Knoten im lokalen Netz # Anycast (Nächster Empfänger) 2001:db8::1 # Mehrere Knoten teilen die Adresse

IPv6 kennt drei grundlegende Adresstypen: Unicast für einen einzelnen Empfänger, Multicast für eine Gruppe von Empfängern und Anycast für den nächstgelegenen Empfänger in einer Gruppe.

Vergleich der Adresstypen

Typ	Beschreibung	Einsatz	Beispiel
Unicast	1:1 Kommunikation	Normale Host-Adressen	2001:db8::1
Multicast	1:N Kommunikation	Gruppenkommunikation	ff02::1
Anycast	1:N (nächster Empfänger)	Lastverteilung, DNS	2001:db8::1

Beispiele

# Unicast (globale Unicast-Adresse)

2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

# Unicast (Link-Local)

fe80::1

# Unicast (Unique Local Address – ULA)

fd00::1

# Multicast (bekannte Gruppen)

ff02::1 # Alle Knoten

ff02::2 # Alle Router

ff05::101 # NTP-Server

Tipp: IPv6 hat keine Broadcast-Adressen mehr – Broadcast wird durch Multicast ersetzt. Multicast-Adressen beginnen immer mit ff (z.B. ff02::1).

Präfixe & Netzgrößen – IPv6-CIDR

/64 · /48 · /56 · /128

# Typische Präfixe in IPv6 /64 # Standard für Subnetze (64 Bit Host) /48 # Typisches Kunden-Präfix (ISP) /56 # Kleineres Kunden-Präfix /128 # Einzelner Host

In IPv6 wird die CIDR-Notation (Präfixlänge) verwendet, um den Netzwerkanteil zu definieren. Die gängigste Präfixlänge ist /64, bei der 64 Bit für das Netzwerk und 64 Bit für den Host reserviert sind.

Typische Präfixe im Überblick

Präfix	Netzwerk-Bits	Host-Bits	Anzahl Subnetze / Hosts	Verwendung
/128	128	0	1 Host	Loopback, einzelner Host
/64	64	64	2⁶⁴ Hosts	Standard-Subnetz, SLAAC
/56	56	8	256 Subnetze	Kleineres Kunden-Präfix
/48	48	16	65.536 Subnetze	ISP-Kunden-Präfix
/32	32	32	4.294.967.296 Subnetze	ISP-Präfix

Tipp: /64 ist der Standard für IPv6-Subnetze, da SLAAC (Stateless Address Autoconfiguration) und viele andere Mechanismen genau 64 Bit für die Interface-ID benötigen.

SLAAC – Stateless Address Autoconfiguration

Router Advertisement · EUI-64 · Privacy Extensions

# SLAAC: Automatische IPv6-Adresskonfiguration 1. Router sendet Router Advertisement (RA) 2. Host generiert Interface-ID (EUI-64 oder zufällig) 3. Kombination = Link-Local + globale Adresse

SLAAC (Stateless Address Autoconfiguration) ermöglicht es IPv6-Hosts, sich ohne DHCP-Server automatisch zu konfigurieren. Router senden Router Advertisements (RA), die Hosts zur Adressgenerierung nutzen.

Beispiele

# Link-Local-Adresse (automatisch generiert)

fe80::aabb:ccff:fedd:eeff

# EUI-64: Interface-ID aus MAC-Adresse

MAC: aa:bb:cc:dd:ee:ff

EUI-64: aabb:ccff:fedd:eeff

# SLAAC: Globale Adresse aus Prefix /64 + Interface-ID

Prefix: 2001:db8:85a3::/64

Interface-ID: aabb:ccff:fedd:eeff

Adresse: 2001:db8:85a3:aabb:ccff:fedd:eeff

# Privacy Extensions (zufällige Interface-ID)

2001:db8:85a3:1234:5678:9abc:def0:1234

# Router Advertisement anzeigen (Linux)

ip -6 neigh

rdisc6 eth0

Tipp: Privacy Extensions (RFC 4941) erzeugen zufällige Interface-IDs, um die Nachverfolgbarkeit über verschiedene Netzwerke zu erschweren – in vielen Betriebssystemen standardmäßig aktiviert.

Besondere Adressen – Loopback, Link-Local, ULA, Multicast

::1 · fe80::/10 · fd00::/8 · ff00::/8

# Besondere IPv6-Adressen ::1 # Loopback (localhost) :: # Unspezifizierte Adresse fe80::/10 # Link-Local (nur im lokalen Netz) fd00::/8 # Unique Local Address (ULA) ff00::/8 # Multicast

IPv6 definiert mehrere besondere Adressbereiche für spezifische Anwendungen – von Loopback über Link-Local bis hin zu Unique Local Addresses (ULA) für private Netzwerke.

Besondere IPv6-Adressen

Adresse / Bereich	Beschreibung	Vergleich zu IPv4
::1	Loopback-Adresse (localhost)	127.0.0.1
::	Unspezifizierte Adresse (0.0.0.0)	0.0.0.0
fe80::/10	Link-Local (nur im selben Netzwerksegment)	169.254.0.0/16
fd00::/8	Unique Local Address (ULA) – privat, global eindeutig	10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16
ff00::/8	Multicast-Adressen	224.0.0.0/4
2001::/32	Teredo (Tunnel-Broker)	-
2002::/16	6to4 (Tunnel-Broker)	-

Tipp: Link-Local-Adressen (fe80::/10) werden automatisch für jede Schnittstelle generiert und sind nur im lokalen Netzwerksegment gültig. Sie werden für Routing-Protokolle und Neighbor Discovery verwendet.

IPv6 im Überblick

128 Bit Adresslänge
8 × 16 Bit Hextetts

:: Doppelpunkt-Kompression
Null-Blöcke ersetzen

/64 Standard-Subnetz
64 Bit Hostanteil

SLAAC Automatische Konfiguration
Router Advertisements

fe80::/10 Link-Local
Lokales Segment

fd00::/8 Unique Local (ULA)
Private IPv6-Adressen

Quick Summary

128 Bit

Adressaufbau

::

Kurzschreibweise

Unicast

Adresstypen

/64

Präfixe

SLAAC

Autoconfig

fe80::

Besondere Adressen

2001:db8::1 · fe80::1 · ::1 · ff02::1