IPv4 vs. IPv6: Was ist der Unterschied zwischen den Internetprotokoll-Versionen?

Das Internetprotokoll ist ein Netzwerkprotokoll, das den Austausch von Datenpaketen innerhalb eines Netzwerks ermöglicht, reguliert und steuert. Unterschieden wird dabei vorrangig zwischen den zwei Versionen IPv4 und IPv6. Erfahren Sie, wie diese Internetprotokolle funktionieren und was die jeweiligen Vor- und Nachteile sind. Lesen Sie zudem, wie Avira Phantom VPN Sie dabei unterstützt, Ihre Internetaktivitäten anonymer zu gestalten.

IPv4 vs. IPv6: Die Vor- und Nachteile zusammengefasst

Die Frage „IPv4 oder IPv6?“ lässt sich trotz der zahlreichen Vorzüge, die IPv6 gegenüber dem Vorgänger hat, nicht pauschal beantworten. Fakt ist: Der Nachfolger bietet einen deutlich höheren Adressraum, eine größere Netzwerksicherheit sowie die Paketpriorisierung dank Quality of Service.

Allerdings: Auch wenn IPv6 in der Theorie das deutlich überlegene Internetprotokoll ist, ist IPv4 in der Praxis noch weiter verbreitet. Das ist vor allem deshalb eine Herausforderung, weil IPv4 und IPv6 nicht direkt miteinander kommunizieren können. Zudem können sich die alphanumerischen 128-Bit-IP-Adressen nicht so einfach vom Endnutzer merken lassen, wie es noch bei den kurzen 32-Bit-Adressen von IPv4 der Fall war. Die Dokumentation, beispielsweise im Arbeitskontext, wird somit erschwert.

Für die meisten Endnutzer ist es allerdings egal, ob bei der Netzwerkkommunikation auf IPv4 oder IPv6 gesetzt wird. Moderne Geräte bevorzugen zwar generell immer den IPv6-Standard und versuchen über diesen auch mit anderen Endgeräten zu kommunizieren. Wenn das Gegenstück allerdings auf IPv4 setzt, wird dieser Weg eingeschlagen. 

Die wichtigsten Unterschiede beider Protokollversionen auf einen Blick: 

Was sind Internetprotokolle (IP)?

Internetprotokolle (englisch: Internet Protocols; kurz: IP) beschreiben das bekannteste Netzwerkprotokoll für den funktionierenden Internetverkehr. Einfach formuliert: Der Austausch von Daten innerhalb eines Netzwerks wird durch Internetprotokolle ermöglicht und reguliert. Immer, wenn ein Datenpaket von einem Sender zu einem Empfänger gelangt, erfolgt dies über Internetprotokolle. Damit die digitalen Datenpakete auch an der richtigen Adresse ankommen, erhält jedes Gerät, das sich in einem Netzwerk befindet, eine eigene IP-Adresse. Auf diese Weise kann es mit anderen Geräten kommunizieren. Dieser Austausch kann mit dem Paketversand „in der echten Welt“ verglichen werden. Die einzigartige IP-Adresse steht dabei für die Adressen von Sender und Empfänger – die Datenpakete sind die Postpakete.  

Kurzum: Sämtliche Aktivitäten im Internet basieren auf dem Datenaustausch zwischen Sender und Empfänger. Ganz offensichtlich ist dieses Prinzip bei Aktivitäten wie dem Versand einer E-Mail oder dem Download einer Datei. Aber auch im Hintergrund findet mit jedem Mausklick ein Datentransfer statt. Wenn Sie beispielsweise eine Internetadresse aufrufen, signalisiert Ihr Besuch der Domain dem dazugehörigen Server, dass Sie die Webseite Daten anfordern. Der Server hat dabei eine ganz eigene IP-Adresse – genauso wie das Endgerät, mit dem Sie die Seite aufrufen. Der Server stellt daraufhin sämtliche Daten zur Verfügung und die Webseite für Ihr Endgerät dar. 

Private und öffentliche IP-Adressen

Zusätzlich kann auch noch in öffentliche und private IP-Adressen unterschieden werden. Während öffentliche IP-Adressen für sämtliche Endgeräte im Internet zugänglich sind, werden private IP-Adressen bei Bedarf für lokale Netzwerke bereitgestellt. Auf diese Weise wird ein sicherer Datentransfer innerhalb eines geschlossenen Netzwerks ermöglicht. Zusätzlich kann durch den Einsatz privater IP-Adressen der begrenzten Anzahl an öffentlichen IP-Adressen entgegengewirkt werden.  

Dank der sogenannten Network Address Translation (kurz: NAT) ist es zudem möglich, eine öffentliche IP-Adresse für mehrere private zu verwenden. NAT ersetzt dabei die Quell- oder Zieladressen von Datenpaketen und ermöglicht durch die namensgebende Übersetzung so den Austausch und die Kommunikation zwischen öffentlichen und privaten IPs.

Welche Geräte greifen auf Internetprotokolle zurück?

Früher waren es vor allem Computer, Server und Drucker, die mit dem Internet verbunden waren und somit eine eigene IP-Adresse erhalten haben. Mittlerweile gibt es unzählige internetfähige Endgeräte, die allesamt Zugriff auf die verschiedensten Netzwerke benötigen: von Mobiltelefonen über Fernseher bis hin zu Videospielkonsolen. Mit der Zeit und den steigenden Ansprüchen haben sich daher auch die Internetprotokolle weiterentwickelt. So gibt es beispielsweise IPv4 und IPv6. Was die Gemeinsamkeiten und vor allem die Unterschiede beider Protokollversionen sind, lesen Sie im Folgenden. 

Was ist IPv4?

Unter IPv4 versteht man – anders als der Name zunächst vermuten lässt – die erste Version des Internetprotokolls. Die 4 steht dabei für die vierte Version des TCP/IP Protocols, dem Transmission Control Protocol/Internet Protocol. Hierbei handelt es sich um eine Familie von Netzwerkprotokollen, die alle für die funktionierende Kommunikation zwischen zwei Geräten in privaten oder öffentlichen Netzwerken zuständig sind. 

Das IPv4 wurde 1983 eingeführt und ist nach wie vor die am meisten verbreitete Version des Internetprotokolls. Durch die eindeutigen Identifikatoren sämtlicher im Netzwerk verbundener Endgeräte sorgt IPv4 dafür, dass Datenpakete zuverlässig übermittelt werden können – vollständig und an den richtigen Adressaten. Jedes Endgerät erhält dabei eine eigene IP-Adresse. 

Wie sieht eine IPv4-Adresse aus?

IPv4 baut auf eine Adresszeile, die in vier Abschnitte aufgeteilt ist und ausschließlich numerisch benannt wird. Jede IP-Adresse setzt sich aus acht Ziffern zusammen, die jeweils in vier einzelne Zahlenblöcke unterteilt werden. Jeder Zahlenblock belegt 8 Bit – somit spricht man bei IPv4 auch von 32-Bit-Adressen. Mathematisch ergeben sich hierbei etwa knapp 4,3 Milliarden Zahlenkombinationen und somit eindeutige Adressen, die an internetfähige Endgeräte vergeben werden können. Ein Beispiel für eine typische IP-Adresse ist 192.168.1.1. 

 Tipp: Sie können übrigens mit geringem Aufwand Ihre IP-Adresse herausfinden. Das ist vor allem dann hilfreich, wenn Sie einem vertraulichen Gerät außerhalb Ihres lokalen Netzwerkes Zugriff auf Ihren Rechner erteilen möchten. 

Was ist IPv6?

1998 wurde mit IPv6 der offizielle Nachfolger von IPv4 eingeführt. Seit der Veröffentlichung von IPv4 ist die Anzahl der globalen Internetnutzer und internetfähigen Geräte rapide angestiegen. Der Bedarf an IP-Adressen kann daher mit 4,3 Milliarden verfügbaren IPv4-Adresszeilen auf Dauer nicht gedeckt werden – auch wenn die Zahl erst einmal enorm wirkt. Daher musste mit der neuen Version 6 eine Lösung für dieses Problem gefunden werden. 

Ein IPv6-Beispiel zur Veranschaulichung: 2004:0db8:83a3:78d3:1416:5a1e:0930:7548. 

Übrigens: Beide Protokollversionen sind nicht miteinander kompatibel. Es braucht hierfür komplexe technische Lösungen, um eine direkte Kommunikation zu ermöglichen. Die meisten Geräte, die mit beiden Protokollen funktionieren, wählen daher immer den Standard, den die jeweilige Gegenseite vorgibt. Priorisiert wird dabei allerdings immer – wenn vorhanden – IPv6. 

IPv4 vs. IPv6: Der Unterschied zwischen den Protokollen

IPv6 funktioniert im Prinzip identisch zu IPv4. Denn auch bei diesem Internetprotokoll werden Datenpakete innerhalb eines Netzwerks vermittelt und Endgeräte mit einer eigenen IP-Adresse versehen. Der größte und wichtigste Unterschied zwischen beiden Protokollen liegt dabei in der Benennung der IP-Adressen. Während IPv4 auf numerische 32-Bit-Adressen setzt, handelt es sich bei IPv6-Adresszeilen um alphanumerische 128-Bit-Adressen. Aufgrund der Länge sowie der Kombination aus Buchstaben und Zahlen stellt IPv6 in etwa 340 Sextillionen IP-Adressen zur Verfügung – 1.028-mal so viel wie bei IPv4. Das deckt den Bedarf an einzigartigen IP-Adressen daher auf absehbare Zeit.  

Diese Menge erlaubt es, dass wirklich jedes einzelne Gerät in einem Netzwerk eine eigene IP-Adresse erhält – und diese auch in Zukunft nicht erneut vergeben wird. IPv4 Adressen werden oftmals dynamisch erneut vergeben, um dem stetig wachsenden Bedarf gerecht zu werden. Bei IPv6 gehen Experten davon aus, dass der Vorrat niemals erschöpfbar ist. Das ist vor allem in Anbetracht des rasanten Wachstums vom „Internet der Dinge“ (englisch: Internet of Things; kurz: IoT) enorm wichtig. Das IoT beschreibt die Vernetzung von immer mehr physischen, alltäglichen Objekten (beispielsweise Autos, Smart Home-Geräten etc.) mit dem Internet. 

Im Kontext von IPv6 spielt außerdem das Neighbor Discovery Protocol (NDP) eine entscheidende Rolle. Es übernimmt primär die Aufgabe, IPv6-Adressen in sogenannte Link-Layer-Adressen umzuwandeln, eine Funktion, die im Rahmen von IPv4 durch das Address Resolution Protocol (ARP) ausgeführt wurde. Zusätzlich zu dieser Kernfunktion unterstützt das NDP eine Vielzahl weiterer Aktivitäten. Dazu gehören die Identifikation von Routern und Netzwerk Präfixen, die Bestimmung von Netzwerk Parametern, sowie die Überprüfung auf doppelte Adressen und weitere relevante Aufgaben. 

Um noch sicherer im Internet zu surfen, sollten Sie Ihre Geräte mit einer Antivirus-Lösung ausstatten. Avira Free Security hilft Ihnen dabei, Online-Bedrohungen wie Viren und Malware in Echtzeit zu entdecken und zu beseitigen. Zusätzlich können Sie auch Passwörter generieren lassen, die den höchsten Sicherheitsstandards entsprechen. 

Warum wird von IPv4 auf IPv6 umgestellt?

IPv6 bietet im Vergleich zu IPv4 zahlreiche Vorteile, die diese aktuelle Version des Internetprotokolls zukunftssicher und fortschrittlich machen. 

• Größerer Adressraum: Während IPv4 4,3 Milliarden einzigartige IP-Adressen zur Verfügung stellt, sind es bei IPv6 in etwa 340 Sextillionen. Ausgeschrieben sieht die Zahl nochmal beeindruckender aus: 340.282.366.900.000.000.000.000.000.000.000.000.000.
• Einzigartige IP-Adressen: Durch den begrenzten Adressraum wird bei IPv4 häufig auf dynamische IP-Adressen gesetzt, die sich mit jeder Einwahl und mithilfe des Dynamic Host Configuration Protocol (kurz: DHCP) ändern. Das Protokoll hat die Funktion, dass Geräte, die sich neu mit einem Netzwerk verbinden, automatisch konfiguriert und „internetfähig gemacht“ werden. So können IP-Adressen mehrfach vergeben werden. Bei IPv6 hingegen bekommt jedes Endgerät eine eigene, fixe IP-Adresse. Diese bleibt für immer erhalten und wird auch zu keinem Zeitpunkt erneut verwendet. 
• Automatische Konfiguration: Während IPv4 eine manuelle Konfiguration bzw. eine Konfiguration über DHCP voraussetzt, läuft die Konfiguration bei IPv6 vollkommen automatisch ab. Sie können neue Geräte einfach in Ihr Netzwerk aufnehmen, ohne dafür extra Einstellungen vornehmen zu müssen. 
• Höhere Sicherheit: Die Netzwerksicherheit von IPv4 hängt vor allem von den jeweiligen Anwendungen ab, die mit dem Protokoll interagieren (z. B. Mailprogramme, Webbrowser etc.). Mit IPsec und Privacy Extension verfügt IPv6 hingegen über eine verstärkte integrierte Netzwerksicherheit. Bei IPsec (Internet Protocol Security) handelt es sich um eine Protokoll-Suite, die eine gesicherte Kommunikation zwischen zwei Endgeräten innerhalb des Netzwerks ermöglicht. Privacy Extensions erlauben zudem die Verwendung von temporären IP-Adressen. Dank dieser zufällig erzeugten 64-Bit-Zahl können bestimmte Endgeräte bzw. Knotenpunkte anonymisiert werden. Eine erhöhte Netzwerksicherheit hilft Ihnen zudem dabei, sich vor IP-Spoofing zu schützen.
• Quality of Service: IPv6 verfügt über eine sogenannte Quality of Service (QoS). Mithilfe dieses besonderen Mechanismus ist es möglich, den Datenverkehr innerhalb des Netzwerks besser zu regulieren, zu kontrollieren und zu priorisieren. Durch die „Manipulation“ des Datenverkehrs kann sichergestellt werden, dass bestimmte Dienste priorisiert werden und Datenpakete damit zeitnah in entsprechender Qualität beim Empfänger ankommen.
• Datenverarbeitung: Die Paket-Header sind bei IPv6 deutlich einfacher und effizienter aufgebaut, weshalb der Router weniger Informationen als bei IPv4 verarbeiten muss. Die Datenpakete werden daher deutlich schneller zur Verfügung gestellt. 

Was sind die Nachteile von IPv6?

Auch wenn IPv6 im direkten Vergleich zum Vorgänger IPv4 das deutlich fortschrittlichere und damit auch zukunftssichere Protokoll ist, hat es auch seine Nachteile. Dazu zählen vor allem:  

• Kompatibilitätsprobleme: IPv6 ist nicht mit IPv4 kompatibel. Dadurch, dass IPv4 noch deutlich verbreiteter als der Nachfolger ist und gerade ältere Geräte den neuen Standard nicht kennen, kann es zu Kommunikationsschwierigkeiten kommen. 
• Komplexität: Dadurch, dass IPv6-Adressen deutlich länger und komplexer sind, lassen sie sich schwerer merken und dokumentieren. Gerade im privaten Bereich und beim Online-Gaming ist es immer von Vorteil, wenn man seine eigene IP kennt und für Dritte bereitstellen kann. 
• Implementierungskosten: Die Kosten für die Verwaltung und Sicherheit bei IPv6 sowie die Registrierung von neuen IP-Adressen liegen mittlerweile unter denen von IPv4. Die Implementierung des Protokolls ist allerdings mit Vorlaufkosten verbunden, die gerade bei größeren und älteren Netzwerken nicht zu unterschätzen sind.

IPv4 vs. IPv6: Geschwindigkeit im Vergleich

Auch wenn IPv6 in der Theorie schneller sein sollte als der Vorgänger, wurde IPv4 über die Jahre immer weiter optimiert. Daher kommt es auf den individuellen Fall an, welcher Standard wirklich schneller ist. Eine zuverlässige Analyse ist allerdings schwierig, da die Internetgeschwindigkeit von vielen unterschiedlichen Variablen abhängt. Eine qualifizierte Einschätzung ist daher nicht möglich.  

Grundsätzlich gilt: Bei direkten Verbindungen gibt es keinen Geschwindigkeitsunterschied zwischen beiden Protokollversionen. 

VPN: Anonymer surfen – unabhängig vom Internetprotokoll 

Unabhängig vom genutzten Internetprotokoll kann es von Vorteil sein, die eigene IP-Adresse zu verändern bzw. temporär zu verschleiern. Das ist vor allem dann sinnvoll, wenn Sie sich in einem öffentlichen Netzwerk einwählen und keine Rückschlüsse auf Ihre Person zulassen möchten. Auch sorgen GEO-Codes dafür, dass Sie ihre Lieblings-Serien oder Spitzensport nicht an jedem Ort der Welt sehen können, da hierfür oftmals die Übertragungsrechte fehlen. 

 Mithilfe eines Virtual Private Network (VPN) brauchen Sie sich keine Sorgen um Ihre Daten oder gesperrte Medieninhalte machen. Avira Phantom VPN verschlüsselt Ihren Datenverkehr, sodass Sie Ihre Online-Aktivitäten anonymer gestalten können. Sie haben zudem die Möglichkeit, an jedem Ort auf Multimedia Streaming Inhalte zuzugreifen, die ansonsten für Ihren aktuellen Standort gesperrt wären. So streamen Sie Ihre liebsten Serien oder Songs bequem in aller Welt.