Fach­ar­beit: Gegen­über­stel­lung IPv4 und IPv6 - Die Entwick­lung und Geschichte

Facharbeit

IPv4 und IPv6

Die Entwicklung und Geschichte

1Inhaltsverzeichnis

1 Inhaltsverzeichnis. 2

1.1           Hinführung4

1.1.1          Vorwort. 4

1.1.2          Aufgabenstellung/Projektzeit. 4

1.1.3          geforderter zeitlicher Ablauf5

1.1.4          Formatvorlagen6

1.1.5          Mind Map7

1.1.8           Motivation. 7

1.1.9          Ziele. 8

1.2           Einleitung8

1.3           Geschichte. 9

1.3.1          Definitionen9

1.3.2          Wie alles Begann – Überblick9

1.3.3          IP - Zeitabschnitt genauer betrachtet. 11

1.3.4          Atlantik – Europa am Nabel der Welt. 12

1.3.5          Wichtige Persönlichkeiten13

1.3.6          Was sind RFCs?. 17

1.3.7          Wofür benötige ich eine IP-Adresse?. 19

1.3.8          Woher bekommt man IP-Adressen?. 20

1.3.9          Warum benötigen wir neue IP Adressen?. 21

1.3.10        Was ist mit IPv5 passiert?. 21

1.3.11        Nutzen22

1.4           IPv423

1.4.1          Aufbau23

1.4.2          Beispiel25

1.4.3          Funktion26

1.4.4          Verfahren gegen Adressknappheit. 29

1.4.5          Was ist mit all den vielen IP4 Adressen passiert?. 31

1.4.6          Letzte IP Vergabe. 31

1.5           IPv632

1.5.1          Geschichte. 32

1.5.2          Der „lange“ Weg von IPv4 zu IPv6. 32

1.5.3          Aufbau34

1.5.4          Funktion38

1.5.5          Sicherheit. 39

1.5.6          Nachteile von IPv6. 41

1.5.7          Beispiel43

1.6           Unterschiede zwischen IPv4 und IPv644

1.7           Zukunftsvision46

1.7.1          Ausblick46

1.7.2          Zukunft. 46

1.8           Begriffserklärung48

2.0           Quellenangabe. 49

Hinführung

1.1.1     Vorwort

Die Ihnen vorliegende Projektarbeit befasst sich mit dem Thema IPv4 und IPv6. In dieser Dokumentation wird besonders auf die technische und geschichtliche Entwicklung, von der Vergangenheit, bis hin zur Gegenwart eingegangen.

Diese Arbeit geht natürlich über das reine Beschreiben der Funktionsweise und das Erläutern des Aufbaus hinaus. Es wird ein großes Augenmerk auf die Änderungen von IPv4 auf IPv6 gelegt.

1.1.2     Aufgabenstellung/Projektzeit

Der Lehrplan für den Elektrotechniker, sieht für das zweite Schuljahr, eine Projektarbeit von mindesten 120 Stunden vor, die jeder Lehrgangsteilnehmer zu absolvieren hat. Hierzu werden dem Hörsaal 3 Stunden in der Woche zur Verfügung gestellt.

Der Projektleiter ist zugleich Projektbetreuer. Er steuert und überwacht den Fortgang des Projektes. Er führt Leistungsnachweise durch und setzt Meilensteine. Desweiteren bewertet er die erbrachten Leistungen.

1.1.3     geforderter zeitlicher Ablauf

Entstandener zeitlicher Aufwand ca. 231 Stunden

Dez. 2011                 Vorstellen des Themas durch den Fachlehrer

Dez. 2011                 Themenvergabe

Jan. 2012                 Vorlage des Projektplans

16.02.2012                Zwischenpräsentation

25.04.2012                Abschluss der Arbeiten

21.05.2012                Abschlusspräsentation

04.06.2012                Abgabe Dokumentation

1.1.4     Formatvorlagen

Handout

Seitenlayout/Orientierung

-       Hochformat

-       Blocksatz

-       Zeilenabstand: 1,0cm

Kopf- und Fußzeile

-          Kopfzeile:           0,0cm

-          Fußzeile:             1,0cm

Se.....[Volltext lesen]

Da das Internet von seinen Ursprüngen als Forschungsobjekt und – Werkzeug ausgelegt war, ist es lang relativ unkommerziell und anarchistisch geblieben. [4][5]

1.3.3     IP - Zeitabschnitt genauer betrachtet

Das erste, IP das zur Serienreife kam, erhielt die Versionsnummer 4. Es wurde in der ersten Hälfte der 70er Jahre vor allem von Vinton G. Cerf und Robert E. Kahn entwickelt.

 [6][7]

1 Vinton G. Cerf & Robert E. Kahn

Desweiteren sind diese beiden Herren für die Entwicklung des ersten TCP und UDP maßgeblich Verantwortlich. IPv4 wurde nach längeren Tests 1980 erstmalig Rahmen des ARPANET angewandt; 1982 dann im DDN (Defence Data Network) und kurz darauf (1983) als Standard des US-Verteidigungsministeriums publiziert.

1.3.4     Atlantik – Europa am Nabel der Welt

TAT-14
ist die
Abkürzung
für
Trans
Atlantic
Telephonecable Number
14. Es ist ein leistungsfähiges
Seekabelsystem, das
Nordamerika
über zwei Strecken mit
Europa
verbindet. Dabei ist die Bezeichnung
Telephonecable
(Telefonkabel) streng genommen nicht ganz richtig, da damit hauptsächlich binäre Daten (bspw. für das Internet) übertragen werden. Das TAT-14 wurde am 21. März 2001 nach zweieinhalbjähriger Bauzeit eingeweiht.

Die Kosten für seine Herstellung und Verlegung betrugen zirka 1,3 Milliarden
US-Dollar, wobei etwa die Hälfte des Betrages nur für die Verlegung des Kabels aufgewandt wurde. Die Kosten teilten sich 50
Telekommunikationsunternehmen, darunter auch die
Deutsche Telekom AG, die sich mit 128 Millionen Euro beteiligte.[1]
Für die Verlegung wurde eine zirka ein Meter tiefe Rinne in den Meeresboden gepflügt.

An Stellen, an denen der Boden zu hart war, wurde das Kabel mit einem Stahlmantel verstärkt. Diese Maßnahmen sollen es vor mechanischen Belastungen schützen, wie sie z.B. durch Schiffsanker hervorgerufen werden können.

Das Kabel ist bei 15.000 Kilometern Gesamtlänge 50 mm dick und besitzt acht
Glasfasern
beziehungsweise vier Glasfaserpaare. Das Kabelsystem ist als
Ring
ausgelegt, so dass bei einem Kabelbruch
die Daten über den intakten Teil des Rings geleitet werden können. Durch die Ringkonfiguration bestehen also zwei
Trassen
zwischen Nordamerika und Europa, wobei jede Trasse maximal 160 GBit/s je Glasfaserpaar (640 GBit/s gesamt) übertragen kann.

Zusammen sind also über ein
Terabit
oder umgerechnet rund 160 Gigabyte
an Daten pro Sekunde möglich.

Eine Trasse beginnt in
Norden
(Deutschland) und führt über
Blåbjerg
(Dänemark) und die
Shetland-Inseln
durch den Atlantik nach
Manasquan
und
Tuckerton
(New Jersey). Eine weitere Trasse beginnt ebenfalls in Norden und führt über
Katwijk
(Niederlande),
Saint-Valéry-en-Caux
(Frankreich),
Bude
(England) durch den Atlantik wieder nach Tuckerton und Manasquan.[8]

1.3.5     Wichtige Persönlichkeiten

[9]

Vinton G. Cerf ist am 23. Juni
1943
in
New Haven geboren,
Connecticut ist ein
amerikanischer
Informatiker, der zusammen mit anderen als „Vater des Internets“ bezeichnet wird.

Er ist bei IBM als Systemingenieur am
QUIKTRAN-Time-Sharing-System. Einige Jahre später setzte er sein Studium an der
UCLA
fort, erwarb 1970 den Grad
Master of Science
für Informatik. Cerf spielte eine Schlüsselrolle in der Entwicklung des Internets und der im Internet verwendeten
Verbindungsprotokolle.

Nach Abschluss seines Studiums war Cerf bis 1976 Assistenzprofessor für Elektrotechnik und Informatik in Stanford, unterstützte die Gruppe um Kahn bei der Koordination zur öffentlichen Demonstration des Arpanets und entwickelte im Anschluss an diese mit seinen Studenten und Kahn das
Transmission Control Protocol
(TCP) und das
Internet Protocol
(IP).

Im September 1973 präsentierten sie eine erste Version von
TCP/IP, die im Mai 1974 auch veröffentlicht wurde. In seiner Zeit in Stanford leitete Cerf auch die International Network Working Group, die später in die IFIP
aufging.

Zwischen 1976 und 1982 war er Programm-Manager und leitete dort das aus dem Arpanet hervorgehende Internet-Projekt und weitere von Kahn gestartete Projekte zu paketvermittelter Datenübertragung per Satellit und per Funk sowie eines zur
Netzwerksicherheit.

Vint Cerf ist Autor mehrerer
RFCs
und Gründer der
Internet Society
(ISOC), deren Präsident er von 1992 bis 1995 war. Von 1999 bis Ende 2007 war er im Board of Directors der (ICANN), von 2000 bis 2007 dessen Vorstand.

Seit September 2005 ist er auch als Vize-Präsident und „Chief Internet Evangelist“ bei
Google tätig. In dieser Rolle soll er neue Technologien zur Verbesserung der Google-Dienste ausfindig machen und ein Aushängeschild für das Unternehmen darstellen.[10]

Robert E. Kahn wurde am 23. Dezember
1938
in
New York City geboren und ist ein amerikanischer
Informatiker
und einer der Entwickler des Transmission Control Protocol und des
Internet Protocol, die im modernen
Internet
zur Datenübertragung dienen.

Er ist der Sohn eines High-School-Direktors und ein Cousin des Kybernetikers
Herman Kahn. Als Stipendiat der
National Science Foundation
erlangte er an der
Princeton University
1962 einen
M.A.-Abschluss
und 1964 den
Doktorgrad.

Er ließ sich 1966 beurlauben, um bei
Bolt Beranek and Newman
praktische Erfahrungen zu sammeln. Er begann an
Netzwerken
zu arbeiten bei der ARPA.

1972  bei der DARPA hatte er die grundlegenden Ideen für das Transmission Control Protocol, als er an Projekten zur paketvermittelten Datenübertragung per Satellit und per Funk arbeitete. Angesichts des Problems, zwischen derartigen Netzen und dem Arpanet zu vermitteln, erkannte er die Notwendigkeit offener Netzwerkarchitekturen, die es unterschiedlichen Netzwerken unabhängig von der eingesetzten Hard- und Software erlauben, mite.....

Der
Postel Service Award
der
Internet Society
wie auch das
Postel Center
am Information Sciences Institute (ISI) wurde zu seinen Ehren nach ihm benannt.

Für seine Arbeit an der Entwicklung des Internets wurde er kurz vor seinem Tod mit der Silbermedaille der
International Telecommunication Union
(ITU) ausgezeichnet – einer Auszeichnung, die normalerweise Staatsoberhäuptern vorbehalten ist.

Er starb an Komplikationen nach einer Herzoperation in Los Angeles am 16. Oktober 1998.[13]

1.3.6     Was sind RFCs?

Die Grundlage der Kommunikation im Internet, ist eine gemeinsame Maschinen Sprache, auf die der Kommunikationsteilnehmer runter oder hoch gesetzt wird.

Für die Kommunikation im Internet werden Internet-Standards und RFCs zur Beschreibung der Protokolle verwendet, teilweise werden auch schon bloße Entwürfe (engl. “drafts
”) einer Beschreibung herangezogen.

Als
Steve Crocker
1969 das erste RFC schrieb, sah er darin eine eher informelle Notiz, die nur vorübergehend während der Zeit des Netzaufbaus verwendet werden wird. Er erklärte sich bereit, das Protokoll eines Treffens niederzuschreiben und betitelte sein Schriftwerk mit „Bitte um Stellungnahmen“ (im Original “Request for Comments
”, RFC), um nicht zu autoritär zu wirken.

Besonders den redaktionellen Bemühungen
John Postels (1943–1998) ist es zu verdanken, dass eine bis heute wachsende Serie von RFCs entstand, auf denen praktisch die gesamte Kommunikation im Internet beruht.

Blick zurück: Zwar hatte die Entwicklung, die zum Internet führte, nicht am 4. Oktober 1957 angefangen, aber als die Sowjetunion an diesem Tag den Satelliten Sputnik I (und später II) ins All schoss, führte dieses Ereignis den USA schmerzlich vor, dass sie technisch nicht uneinholbar waren.

Was wiederum Präsident Eisenhower und seine Umgebung nicht hinnehmen wollten und konnten. Am 7. Januar 1958 forderte Eisenhower beim Kongress Mittel für die Advanced Research Projects Agency (ARPA) an, und kurze Zeit später waren zwei Milliarden Dollar Budget bewilligt…

Eben diese ARPA betrieb mit ihrem Information Processing Techniques Office (IPTO) unter Leitung von Larry Roberts die Entwicklung des Arpanet, der ersten miteinander verknüpften Hosts, für deren Zusammenarbeit Steve Crocker RFC 1 "Host Software" schrieb.

Für die Verbindung der ersten vier Universitäten – allesamt Vertragspartner der ARPA – erhielt die Consulting-Firma Bolt Beranek and Newman aus Massachusetts den Auftrag, sogenannte Interface Message Processors (IMP, gesprochen wie das englische Wort für "Kobold") zu bauen – Honeywells DDP-516 nutzend.

Sie sollten unabhängig von den zu verbindenden Universitätsrechnern arbeiten, denn die waren völlig unterschiedlich: eine SDS Sigma 7 an der Universität in Los Angeles, eine SDS 940 am Stanford Research Institute (SRI) in Menlo Park, eine IBM 360/75 an der Universität in Santa Barbara sowie eine DEC PDP-10 an .....

Heute werden die RFCs von der
IETF

(“Internet Engineering Task Force
”) verlegt. Die RFCs sind kostenlos verfügbar. (Viele andere internationale Normen müssen oft recht teuer erworben werden.)

Bevor ein RFC veröffentlicht wird, wird vom Autor meist zunächst ein Entwurf (ein “draft
”) vorgelegt, der dann zunächst diskutiert werden kann.[15]

Es gibt ca. 5500 RFC hier, nun folgen einige Beispiele:

RFC 1981 - Path MTU Discovery for IPv6

RFC 2375 - IPv6 Multicast Address Assignments

RFC 2428 - FTP Extensions for IPv6 and NATs

RFC 2460 - Internet Protocol IPv6 Specification

RFC 2463 - Internet Control Message Protocol (ICMPv6) for the Internet Version 6

RFC 2464 - Transmission of IPv6 over Ethernet Networks

RFC 2472 - IP Version 6 over PPP

RFC 2473 - Generic Packet Tunneling in IPv6 Specification

RFC 3056 - Connection of IPv6 Domains via IPv4 Clouds

RFC 3068 - An Anycast Prefix for 6to4 Relay Routers

RFC 3315 - Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6)

RFC 3587 - IPv6 Global Unicast Address Format

RFC 3596 - DNS Extensions to Support IP Version 6

RFC 3633 - IPv6 Prefix Options for DHCP Version 6

RFC 3646 - DNS Configuration options for DHCP for IPv6

RFC 3736 - Stateless DHCP Service for IPv6

RFC 3769 - Requirements for IPv6 Prefix Delegation

RFC 4191 - Default Router Preferences and More-Specific Routes

RFC 4193 - Unique Local IPv6 Unicast Addresses

RFC 4241 - A Model of IPv4/IPv6 Dual Stack .....

feste IP-Adressen
Für einige Dienste ist es erforderlich, dass der eigene Rechner immer dieselbe IP-Adresse hat. Dies gilt insbesondere dann, wenn man E-Mail nicht auf Rechnern der Fakultät empfangen und dann per POP auf den eigenen Rechner holen möchte, sondern E-Mail nur noch direkt auf dem eigenen Rechner empfangen möchte.

Wer nur gelegentlich über DSL/ISDN/Modem arbeitet, benötigt meist keine feste IP-Adresse - dafür genügt auch schon eine dynamische. Zur Verwendung von dynamischen IP-Adressen muss nichts weiter unternommen werden, diese Adressen werden beim Verbindungsaufbau meist automatisch zugewiesen.

1.3.8     Woher bekommt man IP-Adressen?

IP-Adressen, sowohl nach dem Protokoll IPv4 als auch nach IPv6, werden zentral von der IANA (Internet Assigned Numbers Authority) weltweit vergeben. Damit nicht jeder Provider zentral anfragen muss, vergibt die IANA die Adressen an die drei großen Gebiete, für Amerika wäre dies das
ARIN, für Europa und Afrika das RIPE
und für Asien und den Pazifik das
APNIC.

Die RIPS sind der Ansprechpartner für die Provider, die wiederum die Adressen an die Kunden ausgeben.

Die IPv4-Adressen gibt es wie nicht mehr da dieses Kontingent ausgeschöpft ist. IPv6-Adressen hingegen bekommen die Unternehmen auf zwei verschiedenen Wegen:

Provider Aggregateable Netze (PA-Netze)

Unternehmen bekommen IPv6-Adressen ähnlich wie heute vom Provider. Jeder hat vom RIPE einen ausreichend großen IPv6 Adressblock erhalten, aus dem die eigene Infrastruktur des Providers und die Netze der Kunden bedient werden können. Der Provider stellt seinem Kunden die Netze für die Dauer eines Vertrages zur Verfügung. Sollte der Vertrag zwischen Kunde und Provider gelöst werden, fallen die IPv6-Adressen an den Provider zurück.

oder Provider Ind.....

Firmen binden sich mit den IP-Adressen an ihren Provider, da dieser die IP-Adressen zur Verfügung stellt. Ein Provider-Tausch ist kaum noch möglich, bzw. es kann teuer werden, da alle Rechner wieder neu konfiguriert werden müssen.

1.3.10  Was ist mit IPv5 passiert?

Die Version IPv5 wurde nur experimentell simuliert und hatte als einzige  Neuerung nur eine Optimierung der Übertragung von Videodaten auf vorzuweisen. Dagegen sträubten sich die Hersteller der einstiger Nachfolger von
IPv4 sollte in der neuen Version vor allem die Übertragung von Audio- und Videodaten verbessern. Das
Update
des Internetprotokolls war jedoch seiner Zeit vermutlich voraus: Die Hard- und Softwareindustrie zeigte sich nach Abwägung von Kosten und Nutzen wenig interessiert, ihre Produkte zusätzlich für
IPv5 fit zu machen – Adressen für den
Webspace
gab es damals auch noch reichlich.

1.3.11  Nutzen

Die unzähligen Computer mussten gezielt angesprochen werden können, daher war es nötig, ein System zu schaffen, mit dem ein Gerät eindeutig identifiziert werden kann, da schon bald eine einzelne Datei dieser Aufgabe nicht mehr gewachsen war wurde 1986 TCP/IP um ein Adressen- und Namenssystem erweitert, dass es jedem Netzwerkteilnehmer ermöglichte, jeden anderen Teilnehmer problemlos zu adressieren: das Domain-Adressen-System.

Unterschiedlichen Netzwerken unabhängig von der eingesetzten Hard- und Software erlauben, mite.....