Als Auszubildender IT-Fachinformatiker benötigst du vor allem ein solides Grundverständnis für alle technischen Abläufe in der IT. Deshalb wollen wir in diesem Blogbeitrag auf das Thema Internet-Protokolle eingehen und dir die Grundlagen von IPv6 erklären.
Das Internetprotokoll ist das grundlegende Gerüst, auf dem das gesamte Internet aufgebaut ist. Es ermöglicht die Kommunikation zwischen verschiedenen Arten von Geräten, Betriebssystemen und Anwendungen auf der ganzen Welt. Die Aufgabe des Internetprotokolls lässt sich vereinfacht in 5 Schritten erklären:
Adressierung: Jedes Gerät, das mit dem Internet verbunden ist, wird durch eine eindeutige IP-Adresse identifiziert. Diese IP-Adresse kann als die "Postanschrift" des Geräts im Internet betrachtet werden. Es gibt zwei Hauptversionen des Internetprotokolls: IPv4 (Internet Protocol Version 4) und IPv6 (Internet Protocol Version 6). Diese Adressen bestehen aus Zahlen und Buchstaben und sehen beispielsweise so aus: 192.168.0.1 (IPv4) oder 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 (IPv6).
Routing: Wenn du Daten von deinem Computer an ein anderes Gerät im Internet sendest, wird deine Nachricht in kleine Datenpakete aufgeteilt. Diese Datenpakete werden über das Netzwerk geroutet, indem sie von einem Router zum nächsten weitergeleitet werden. Router sind spezielle Geräte, die den Datenverkehr im Internet lenken.
Weiterleitung: Jedes Datenpaket enthält nicht nur Informationen über den Inhalt der Nachricht, sondern auch über die Quell- und Ziel-IP-Adressen. Aufgrund dieser Informationen entscheiden die Router, wohin jedes Datenpaket weitergeleitet werden soll, um schließlich sein Ziel zu erreichen. Dieser Vorgang wird als "Weiterleitung" bezeichnet.
Empfang und Wiederherstellung: Sobald die Datenpakete ihr Ziel erreicht haben, werden sie wieder zusammengesetzt, um die ursprüngliche Nachricht wiederherzustellen. Diese Nachricht kann dann von der Zieladresse empfangen und gelesen werden.
Bestätigung und Fehlerbehebung: Das Internetprotokoll umfasst auch Mechanismen zur Überprüfung der Zustellung und zur Fehlererkennung. Wenn ein Datenpaket verloren geht oder beschädigt wird, wird es normalerweise erneut gesendet, um sicherzustellen, dass die Datenintegrität gewahrt bleibt.
Um zu verstehen, warum und wie sich Internet-Protokolle verändern und weiterentwickeln, möchten wir hier einmal kurz die Unterschiede von IPv4 und IPv6 aufzeigen.
IPv4 verwendet 32-Bit-Adressen und ermöglicht die Vergabe von rund 4,3 Milliarden IP-Adressen. Das schien ausreichend, als IPv4 entwickelt wurde, aber angesichts des rasanten Wachstums des Internets wurden die Adressen schnell knapp.
IPv6 hingegen verwendet 128-Bit-Adressen, was eine astronomische Anzahl von IP-Adressen bedeutet - etwa 340 Sextillionen (eine 3 mit 38 Nullen dahinter). Dies machte IPv6 zur Lösung für die Erschöpfung der IP-Adressen.
128-Bit-Adressen: Der auffälligste Unterschied zwischen IPv6 und IPv4 sind die längeren Adressen. IPv6-Adressen sind 128 Bit lang und in acht Gruppen von je vier Hexadezimalziffern unterteilt, die durch Doppelpunkte getrennt sind. Zum Beispiel: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334.
Adressklassen: IPv6 verwendet keine Adressklassen wie IPv4 (Klassen A, B, C usw.). Stattdessen werden verschiedene Präfixlängen verwendet, um den Bereich der IP-Adressen anzugeben, der für verschiedene Zwecke verwendet wird.
Zero Compression: IPv6 erlaubt die Kürzung von führenden Nullen in jeder Gruppe von vier Hexadezimalziffern, um die Adressen zu vereinfachen. Zum Beispiel: 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334.
Doppelter Doppelpunkt (::): IPv6 ermöglicht die Verwendung von "::", um aufeinanderfolgende Gruppen von Nullen zu ersetzen, was die Adressen weiter kürzt. Zum Beispiel: 2001:db8::1.
Erweiterte Header: IPv6 führte einige Änderungen in den Protokoll-Headern ein, einschließlich einer vereinfachten Header-Struktur und der Möglichkeit, Erweiterungsköpfe für spezielle Anwendungen hinzuzufügen.
IPv6 bringt für Fachinformatiker eine Vielzahl von Vorteilen mit sich, die ihre Arbeit und ihre Fähigkeiten in der IT-Branche erheblich verbessern:
Umfangreiche IP-Adressen: Der offensichtlichste Vorteil von IPv6 ist die riesige Anzahl von verfügbaren IP-Adressen. Mit 128-Bit-Adressen bietet IPv6 nahezu unbegrenzte Adressen. Dies ermöglicht eine erweiterte Netzwerksegmentierung, die Identifizierung und Adressierung einer großen Anzahl von Geräten sowie das Hinzufügen neuer Geräte ohne die Beschränkungen von IPv4.
Zukunftssicherheit: IPv6 ist die Zukunft des Internetprotokolls. Fachinformatiker, die IPv6 verstehen und implementieren können, sind besser auf die sich ändernden Anforderungen der IT-Welt vorbereitet. Damit bist du in der Lage, Netzwerke und Systeme für die langfristige Nutzung zu gestalten und mögliche Engpässe bei IPv4-Adressen zu vermeiden.
Verbesserte Sicherheit: IPv6 bietet integrierte Sicherheitsfunktionen, insbesondere IPsec (Internet Protocol Security). Dies ermöglicht die Verschlüsselung und Authentifizierung des Datenverkehrs auf Netzwerkebene, was die Sicherheit von Kommunikation und Datenübertragung erheblich erhöht. Fachinformatiker können diese Sicherheitsfunktionen nutzen, um Netzwerke besser zu schützen.
Einfache Konfiguration: IPv6 bietet Funktionen für die automatische Konfiguration von Geräten, was die Verwaltung von Netzwerken vereinfacht. Dies ermöglicht eine einfachere Integration von neuen Geräten in Netzwerke, ohne komplexe manuelle Konfigurationen durchführen zu müssen.
Effizientes Routing: IPv6 bietet eine optimierte Header-Struktur, die die Verarbeitung von Datenverkehr und das Routing effizienter macht. Dies kann zu einer Verbesserung der Netzwerklatenz und -leistung führen.
Kompatibilität: IPv6 wurde entwickelt, um mit IPv4 zu koexistieren. Dies ermöglicht eine schrittweise Migration und Integration beider Protokolle in gemischten Netzwerkumgebungen. Fachinformatiker müssen in der Lage sein, diese Übergangsphasen zu verwalten und sicherzustellen, dass die Interoperabilität zwischen den Protokollen erhalten bleibt.
Zertifizierungen und Qualifikationen: Die Kenntnisse und Fähigkeiten im Umgang mit IPv6 sind oft Teil von Branchen-Zertifizierungen und Qualifikationen im Bereich Netzwerke und Systemadministration. Fachinformatiker mit IPv6-Kenntnissen sind besser positioniert, um diese Zertifizierungen zu erwerben und ihre beruflichen Aussichten zu verbessern.
Heides Herz schlägt für Bildung! Als Ausbilderin begleitete sie zunächst junge Menschen bei ihren ersten Schritten in der Eventbranche. Wegen ihrer Faszination für berufliche Lebenswege entschied sie sich vor 10 Jahren, bei der IT-Akademie anzufangen. Hier berät und betreut sie Kursteilnehmer und Kursteilnehmerinnen, entwickelt neue Kurskonzepte und ist eigentlich irgendwie immer im Gespräch mit anderen. Getreu ihrem Motto: Lernen ist und bleibt auch ein sozialer Prozess.
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