IPv4-Erschöpfung und der langsame Weg zu IPv6

Der 32-Bit-Adressraum von IPv4 erlaubt etwa 4,3 Milliarden eindeutige Adressen. Das klang in den 1980ern gewaltig und erwies sich als bei Weitem nicht genug für eine Welt mit Milliarden von Smartphones, Laptops, Servern und IoT-Geräten, die alle einzeln adressierbar sein müssen. Die regionalen Registries, die für die Vergabe neuer IPv4-Adressblöcke zuständig sind, haben ihre freien Pools nacheinander erschöpft -- ein Prozess, der seit Anfang bis Mitte der 2010er Jahre weitgehend abgeschlossen ist.

Was IPv4 bisher tatsächlich am Leben gehalten hat

• NAT (Network Address Translation) lässt viele Geräte in einem privaten Netzwerk eine einzige öffentliche IPv4-Adresse teilen und verringert so drastisch, wie viele öffentliche Adressen tatsächlich nötig sind.
• Für IPv4-Adressen gibt es mittlerweile einen Sekundärmarkt -- Organisationen, die einen früh zugeteilten Block nicht mehr brauchen, können ihn zu deutlich hohen Preisen an Interessenten verkaufen.
• Carrier-Grade NAT überträgt denselben Teilungstrick auf die Ebene des Providers und lässt einen einzelnen Provider eine große Zahl von Kunden hinter einem vergleichsweise kleinen Pool öffentlicher Adressen bedienen.

Warum die IPv6-Einführung schrittweise statt als harter Umstieg erfolgt

IPv6 ist auf der Netzwerkebene nicht abwärtskompatibel zu IPv4 -- ein reines IPv6-Gerät kann ohne eine dazwischenliegende Übersetzungsschicht nicht direkt mit einem reinen IPv4-Gerät sprechen. Genau diese Inkompatibilität ist der Grund, warum der Übergang Jahrzehnte dauert, statt in einem koordinierten Umschalten zu geschehen: Jede Komponente der Infrastruktur, vom Heimrouter über Backbone-Anbieter bis zu einzelnen Anwendungen, muss gleichzeitig beides unterstützen (Dual-Stack), solange ein nennenswerter Teil des Internets nur IPv4 nutzt.

Für alle, die heute Domains auflösen, ist die praktische Konsequenz klar: Prüfen Sie A- und AAAA-Records unabhängig voneinander, rechnen Sie damit, dass ein erheblicher Teil der Domains weiterhin nur IPv4 nutzt, und schließen Sie aus dem Vorhandensein (oder Fehlen) eines Record-Typs nichts auf den anderen -- sie sind tatsächlich unabhängig und werden es voraussichtlich noch lange bleiben.

Die Verbreitung variiert enorm nach Netzwerk und Region

Der IPv6-Verkehrsanteil ist weniger eine einzelne globale Zahl als ein Flickenteppich -- manche Mobilfunkanbieter und Privatkunden-Provider haben die Verbreitung bei ihren eigenen Nutzern deutlich über die Hälfte gebracht, vor allem weil sie so die Kosten und die Komplexität von Carrier-Grade NAT in ihrem Maßstab umgehen, während viele Unternehmens- und Rechenzentrumsnetze aus Altlastgründen, die sich nur teuer beseitigen lassen, fast vollständig bei IPv4 bleiben. Diese Ungleichmäßigkeit ist genau der Grund, warum eine reine IPv4-Domain nicht veraltet sein muss -- bei vielen Verkehrsmustern würde reines IPv6 derzeit bedeuten, für einen erheblichen Teil der Besucher unerreichbar zu sein, weshalb Dual-Stack der sichere Standard bleibt und keine lästige Übergangslösung ist.

Was ein reiner IPv6-Betrieb heute tatsächlich erfordert

Eine kleine, aber wachsende Zahl interner, nicht öffentlich erreichbarer Systeme ist bewusst auf reines IPv6 umgestiegen -- typischerweise in großen Organisationen, die beide Enden jeder Verbindung kontrollieren und garantieren können, dass jeder beteiligte Client funktionierende IPv6-Konnektivität hat. Für alles Öffentliche gibt es diese Garantie nicht: Ein erheblicher Teil der Besucher kann in manchen Netzwerken eine reine IPv6-Adresse weiterhin überhaupt nicht erreichen, ohne jeden Ausweg. Dieses Ungleichgewicht -- Dual-Stack kostet in der Pflege fast nichts extra, während reines IPv6 riskiert, stillschweigend einen realen Teil des Verkehrs zu verlieren -- ist genau der Grund, warum Dual-Stack die Standardempfehlung für öffentliche Dienste bleibt, selbst wenn reines IPv6 für interne Infrastruktur, die Betreiber vollständig kontrollieren, zunehmend normal wird.