IPv4 vs. IPv6: Der Unterschied einfach erklärt

IPv4 vs. IPv6 im Vergleich: Die wichtigsten Unterschiede

Der zentrale Unterschied zwischen IPv4 und IPv6 liegt in der Adressgröße. IPv4 arbeitet mit 32 Bit und stellt rund 4,3 Milliarden Adressen bereit, was für das heutige Internet schlicht zu wenig ist. IPv6 nutzt 128 Bit und liefert damit eine praktisch unerschöpfliche Menge an Adressen.

Diese Knappheit bei IPv4 hat einen ganzen Industriezweig an Workarounds hervorgebracht. NAT (Network Address Translation) übersetzt private Adressen im Heimnetz auf eine einzige öffentliche IPv4-Adresse, damit mehrere Geräte sich einen Internetzugang teilen können. IPv6 braucht für den reinen Adressmangel in der Regel kein NAT: Geräte können eigene globale IPv6-Adressen erhalten; ihre Erreichbarkeit wird weiterhin durch Firewall und Freigaben bestimmt. Laut AWS bringt IPv6 dafür einen erheblich größeren Adressraum, SLAAC zur automatischen Konfiguration und einen schlankeren Header mit, während IPv4 auf Zusatzprotokolle und NAT angewiesen bleibt.

Auch die Art, wie Geräte ihre Adresse bekommen, unterscheidet sich. Bei IPv4 übernimmt fast immer ein DHCP-Server die Zuteilung. IPv6 kann das genauso per DHCPv6 machen, bringt aber zusätzlich SLAAC mit, eine zustandslose Selbstkonfiguration, bei der Geräte sich ihre Adresse aus Router-Informationen selbst zusammenbauen.

Die drei Kernunterschiede zusammengefasst:

• Adressraum: 32-Bit-IPv4 mit etwa 4,3 Milliarden Adressen gegenüber 128-Bit-IPv6 mit einer praktisch unbegrenzten Menge an Adressen
• Adressvergabe: IPv4 im Heimnetz häufig mit privaten Adressen und NAT, IPv6 mit globalen Adressen und Router-Firewall
• Konfiguration: IPv4 klassisch per DHCP, IPv6 per SLAAC oder DHCPv6, oft in Kombination

Diese drei Punkte erklären auch, warum die Diskussion um IPv4 vs. IPv6 gerade jetzt an Fahrt gewinnt: Immer mehr Geräte im Haushalt, vom Smart-TV bis zur Steckdose, brauchen eine Adresse, und IPv4 wird dafür Provider-seitig eng.

Private IPv4-Adresse und globale IPv6-Adresse

Im Heimnetz erhält ein Gerät häufig eine private IPv4-Adresse aus einem dafür vorgesehenen Bereich. Der Router übersetzt ausgehende Verbindungen über NAT zur WAN-Seite. Besitzt der Anschluss selbst nur eine geteilte IPv4-Adresse beim Anbieter, kommt eine weitere Übersetzung hinzu. Eine normale Portfreigabe im eigenen Router kann die Übersetzung beim Provider dann nicht ersetzen. Die reservierten privaten IPv4-Adressbereiche beschreibt RFC 1918.

Bei IPv6 erhalten Heimgeräte je nach Router und Anbieter Adressen aus einem zugewiesenen Präfix. Das erspart oft die Adressübersetzung im Heimnetz. Es ist trotzdem keine Einladung, Dienste ungeschützt zu veröffentlichen: Eingehende Pakete brauchen die passende Freigabe, und der Dienst muss für IPv6 konfiguriert sein. Eine zusätzliche temporäre Adresse kann außerdem die für ausgehende Verbindungen verwendete Kennung wechseln; die genaue Umsetzung hängt vom Betriebssystem ab.

Wie IPv6-Adressen aufgebaut sind und warum das Routing effizienter wird

Eine IPv6-Adresse besteht aus acht Blöcken zu je 16 Bit, getrennt durch Doppelpunkte, etwa 2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329. Damit das lesbarer wird, dürfen führende Nullen in einem Block entfallen und eine durchgehende Folge von Nullblöcken lässt sich einmal pro Adresse durch :: abkürzen. Aus dem Beispiel oben wird dann 2001:db8::ff00:42:8329. Wer öfter mit Netzwerken zu tun hat, gewöhnt sich an diese Notation schnell.

Der IPv6-Basisheader unterscheidet sich vom IPv4-Header. IPv4-Header enthalten mehrere optionale Felder und eine Prüfsumme, die jeder Router auf dem Weg neu berechnen muss. IPv6 hat diese Prüfsumme gestrichen und optionale Informationen in separate Erweiterungsheader ausgelagert. Diese Protokolländerung lässt jedoch keinen festen Geschwindigkeitsvorteil für einen konkreten Anschluss erwarten.

Bei der Fragmentierung gehen beide Protokolle unterschiedliche Wege. IPv4-Router dürfen zu große Pakete unterwegs selbst in kleinere Stücke zerlegen. Bei IPv6 übernimmt das ausschließlich der Absender, Zwischenrouter fassen fragmentierte Pakete nicht mehr an. Das setzt voraus, dass die beteiligten Geräte die für den Pfad passende Paketgröße berücksichtigen.

Für die automatische Adressvergabe gibt es zwei Ansätze, die sich in der Praxis ergänzen:

1. SLAAC eignet sich gut für einfache Heimnetze: Geräte bilden ihre Adresse selbst, auf Grundlage von Router-Informationen; eine zentrale DHCPv6-Adressvergabe ist dafür nicht zwingend erforderlich.
2. DHCPv6 lohnt sich, wenn Administratoren genau kontrollieren wollen, welches Gerät welche Adresse bekommt, etwa in Firmennetzen mit fester Dokumentation.
3. Die Kombination ist ebenfalls möglich: Adressen können per SLAAC entstehen, während weitere Netzparameter auf anderem Weg bereitgestellt werden.

Profi-Tipp: Wenn Sie zuhause IPv6 aktivieren, prüfen Sie zuerst, ob Ihr Router SLAAC unterstützt. Prüfen Sie die Einstellungen und die Hilfe zu Ihrem konkreten Routermodell; die angebotenen Optionen hängen auch vom Anschluss ab.

Adressnotation richtig lesen

Die Schreibweise mit Doppelpunkten ist eine andere Darstellung derselben Funktion: Der Absender und der Empfänger werden im IP-Paket adressiert. Ein Schrägstrich mit einer Zahl hinter einer IPv6-Adresse kennzeichnet dagegen die Länge des Netzpräfixes. Die im Router sichtbare Präfixlänge ist deshalb nicht mit der Länge einer einzelnen Geräteadresse gleichzusetzen. Manche Adressen gelten nur im lokalen Netz, andere können global geroutet werden. Für die Fehlerdiagnose ist diese Unterscheidung wichtiger als das Auswendiglernen einer langen Zeichenfolge.

Das Beispiel 2001:db8::ff00:42:8329 verwendet einen für Dokumentation vorgesehenen Adressbereich. Es zeigt das Format, ist aber keine echte Anschlussadresse. Verwenden Sie beim Einrichten einer Freigabe die aktuelle Adresse und das aktuelle Präfix Ihres eigenen Netzwerks. Besonders bei einem neu zugewiesenen Präfix können feste, von Hand notierte Adressen später ins Leere zeigen.

Dual-Stack, DS-Lite und Co.: Wie Provider den Übergang lösen

Kein Anbieter kann von heute auf morgen komplett auf IPv6 umstellen, solange ein Teil des Internets noch reines IPv4 spricht. Deshalb existieren mehrere Übergangstechniken, die jeweils andere Kompromisse eingehen.

Dual-Stack ist die einfachste Lösung: Router und Endgerät sprechen gleichzeitig IPv4 und IPv6, jedes über seine eigene Adresse. Beide Protokolle können so ohne IPv4-Übersetzung beim Provider genutzt werden, sofern eine eigene öffentliche IPv4-Adresse bereitgestellt wird. Welche Technik der Provider tatsächlich anbietet, muss für den konkreten Tarif geprüft werden.

DS-Lite (Dual-Stack Lite) geht einen anderen Weg. Der Anschluss bekommt nur noch eine IPv6-Adresse, IPv4-Verkehr wird in einem Tunnel zu einem zentralen AFTR-Server (Address Family Transition Router) beim Provider verpackt, der dort erst in echtes IPv4 übersetzt wird. RFC 6333 beschreibt genau diese B4-AFTR-Architektur. Der Provider kann so eine öffentliche IPv4-Adresse über das CGN mit mehreren Anschlüssen teilen. Für Kunden bedeutet das aber: eine lokale IPv4-Portfreigabe allein schafft keine eingehende Verbindung über eine eigene öffentliche IPv4-Adresse, da diese am Anschluss nicht vorhanden ist. Die DS-Lite-Spezifikation RFC 6333 beschreibt die B4- und AFTR-Komponenten.

464XLAT und NAT64/DNS64 setzen vor allem in Mobilfunknetzen und Cloud-Umgebungen an. Sie übersetzen IPv4-Anfragen so, dass sie über ein reines IPv6-Netz laufen können, wobei die konkrete Übersetzungstechnik darüber entscheidet, ob Anwendungen auf dem Endgerät weiterhin IPv4 verwenden können. Der RIPE NCC erläutert die Übergangsverfahren und ihre unterschiedlichen Einsatzfälle.

Für Endkunden läuft die Entscheidung meist auf eine einfache Frage hinaus: Braucht der Anschluss verlässliches Port-Forwarding, etwa für einen eigenen Server, eine Überwachungskamera oder bestimmte Online-Spiele? Wenn ja, fragen Sie nach einer öffentlich erreichbaren IPv4-Adresse oder prüfen Sie eine geeignete IPv6-Verbindung; Anwendung und Gegenseite müssen dabei ebenfalls passen.

Was bei eingehenden Verbindungen anders ist

Eine Anwendung, die nur selbst Verbindungen zu einem Server aufbaut, benötigt häufig keine eingehende Freigabe. Für einen von außen erreichbaren Heimserver, Fernzugriff oder bestimmte direkte Verbindungen ist das anders. Prüfen Sie zuerst, ob Gegenstelle und Anwendung IPv6 unterstützen. Falls nur IPv4 möglich ist, fragen Sie den Provider nach einer eigenen öffentlichen IPv4-Adresse und möglichen Tarifbedingungen. Ein DynDNS-Name allein erzeugt keine Erreichbarkeit, wenn die benötigte öffentliche Route fehlt.

Bei IPv6 können Sie den passenden Dienst gezielt freigeben, sollten ihn aber zusätzlich absichern. Ein VPN kann den direkten Zugriff auf einzelne Heimgeräte vermeiden. Welche Lösung funktioniert, hängt von Router, Endgeräten, Anwendung und Anschluss ab. So lässt sich die Frage „Brauche ich Dual Stack?“ auf den tatsächlichen Nutzungsfall zurückführen, statt auf eine allgemeine Technikempfehlung.

Ist IPv6 schneller oder sicherer?

IPv6 ist nicht automatisch schneller. Paketlaufzeit und nutzbare Bandbreite hängen am konkreten Netz, an Gegenstelle, Peering und Übertragungsweg. Der Weg zu einem Dienst kann über IPv6 kürzer oder ungünstiger ausfallen als über IPv4. Weder ein größerer Adressraum noch der andere Basisheader sind ein Beleg für eine höhere Geschwindigkeit am eigenen Anschluss. Wer einen Unterschied messen will, sollte denselben Dienst unter vergleichbaren Bedingungen mehrfach über beide Protokolle testen.

Auch Sicherheit folgt nicht direkt aus der Protokollversion. Eine globale IPv6-Adresse bedeutet nicht, dass ein Gerät ungeschützt erreichbar sein muss: Die Firewall des Routers und des Geräts steuert eingehende Verbindungen. Prüfen Sie allerdings Regeln für beide Protokolle. Ein Dienst, der versehentlich über IPv6 freigegeben ist, wird nicht durch eine sorgfältige IPv4-Regel geschützt. Bei VPN und Heimservern gehören Zugriffsschutz, Updates und Freigaben zusammen.

Ein häufiges Missverständnis betrifft IPsec. IPv6 kann IPsec nutzen, verschlüsselt aber gewöhnliche Internetverbindungen nicht automatisch. Für Webdienste ist weiterhin die konkrete TLS-Verbindung relevant. IPv4 kann ebenfalls IPsec einsetzen. Entscheidend ist die tatsächlich eingerichtete Sicherheit, nicht allein die Adresse im Routermenü.

Welche Anschlussangabe zählt im Tarifvergleich?

Die Bezeichnung „IPv6-fähig“ bestätigt zunächst nur, dass IPv6 bereitsteht. Sie beantwortet nicht, ob zusätzlich eine eigene öffentliche IPv4-Adresse vorhanden ist. „Dual Stack“, „DS-Lite“ und „öffentliche IPv4“ sind verschiedene Angaben; ein Anbieter kann sie je nach Tarif, Region oder Option unterschiedlich bereitstellen. Halten Sie die benötigte Funktion fest, bevor Sie nachfragen: Muss ein alter IPv4-only-Dienst eingehend erreichbar sein, oder genügt ein sicherer Zugriff über IPv6?

Bitten Sie bei unklarer Produktbeschreibung um eine eindeutige Aussage zum konkreten Anschluss. Nennen Sie das Gerät und die Anwendung sowie die Art der benötigten Verbindung. Prüfen Sie außerdem, ob die IPv4-Adresse dynamisch wechseln darf und ob ein Tarifwechsel nötig wäre. Für die allgemeine Tarifwahl können Sie Internetanbieter und Anschlussbedingungen vergleichen. Eine feste Adresse ist für viele Anwendungen nicht zwingend erforderlich, wenn ein Name nachgeführt wird; eine geteilte IPv4-Adresse lässt sich damit allein jedoch nicht in eine eigene öffentliche Adresse verwandeln.

So aktivieren Sie IPv6 zuhause und lösen typische DS-Lite-Probleme

Bevor Sie an Ihrem Router etwas ändern, lohnt sich ein kurzer Check, ob Ihr Anschluss überhaupt für IPv6 bereit ist.

1. ISP-Support prüfen: Schauen Sie im Kundenportal Ihres Anbieters oder rufen Sie eine Seite wie test-ipv6.com auf, um zu sehen, ob Ihr Anschluss bereits eine IPv6-Adresse bekommt.
2. Router-Einstellungen kontrollieren: Bei den meisten modernen Routern findet sich die IPv6-Option unter „Internet“ oder „WAN-Einstellungen“. Oft ist Dual-Stack bereits voreingestellt, manchmal muss IPv6 aber manuell aktiviert werden.
3. Geräte-Kompatibilität checken: Aktuelle Betriebssysteme wie Windows, macOS, Android und iOS unterstützen IPv6 seit Jahren nativ, hier ist selten etwas zu tun.
4. DS-Lite erkennen: Vergleichen Sie die IPv4-Angabe im Router mit der von außen sichtbaren Adresse und prüfen Sie die Anschlussart im Statusmenü. Eine Adresse aus 100.64.0.0/10 weist auf gemeinsam genutzte IPv4-Adressen hin, beweist für sich allein aber kein DS-Lite.
5. Bei fehlender Portfreigabe reagieren: Wenn Port-Forwarding nicht funktioniert, weil der Anschluss über DS-Lite läuft, fragen Sie den Anbieter nach einer öffentlichen IPv4-Adresse oder verwenden Sie, falls geeignet, den Zugriff über IPv6 mit gezielter Freigabe und Absicherung.

Profi-Tipp: Bevor Sie Ihren Provider wegen fehlendem Port-Forwarding kontaktieren, prüfen Sie die Router-Logs auf Hinweise zu einer B4-Tunnelverbindung. Das spart Ihnen einen Anruf beim Support, weil Sie das Problem sofort benennen können. Wer aus diesem Grund über einen Tarifwechsel nachdenkt, findet einen strukturierten Vergleich für den Internetvertrag hilfreich, weil manche Anschlussarten IPv6 und IPv4 unterschiedlich handhaben. Aus Glasfaser oder DSL allein lässt sich die bereitgestellte IP-Technik nicht ableiten. Prüfen Sie den konkreten Vertrag.

Zur Sicherheits-Hygiene gehört bei IPv6 vor allem eines: Firewall-Regeln nicht nur für IPv4 pflegen. Ob eingehende IPv6-Verbindungen erlaubt sind, bestimmen die Firewall- und Freigabeeinstellungen des Routers. Prüfen Sie diese für jedes Gerät einzeln.

Routerstatus ohne Fehlinterpretation prüfen

Sehen Sie zunächst nach, ob der Router ein IPv6-Präfix erhält und ob ein Gerät tatsächlich eine IPv6-Verbindung zum Internet aufbaut. Prüfen Sie danach getrennt, was das Routermenü über IPv4 meldet: eine eigene öffentliche Adresse, eine geteilte Adresse oder ausdrücklich DS-Lite mit AFTR. Die Menünamen sind modellabhängig. Die FRITZ!Box-Hilfe zu IPv6 erklärt die Optionen für unterstützte Geräte.

Wenn ein Dienst nicht erreichbar ist, prüfen Sie nacheinander die DNS-Auflösung, die aktive Adresse, die lokale Firewall, die Routerfreigabe und die Erreichbarkeit aus einem anderen Netz. Ein Test aus demselben WLAN zeigt unter Umständen ein anderes Ergebnis als ein wirklicher externer Zugriff. Dokumentieren Sie die Fehlermeldung und die im Router angezeigte Anschlussart, bevor Sie den Anbieter kontaktieren. Das hilft, Adressierungsprobleme von einer falschen Anwendungskonfiguration zu trennen.

IPv6 ist der Zukunftsstandard, aber der Übergang bleibt Handarbeit

IPv4 und IPv6 bleiben während der Umstellung im Einsatz. Für den normalen Abruf von Websites fällt die Anschlussart oft kaum auf. Wenn ein Dienst von außen erreichbar sein soll, ist die Frage nach öffentlicher IPv4, IPv6-Unterstützung und passenden Freigaben dagegen entscheidend. Klären Sie diesen Bedarf vor der Tarifwahl, statt sich auf die Bezeichnung der Leitungstechnik zu verlassen. Zur Einordnung der Anschlussarten hilft der Vergleich von Glasfaser und DSL; die konkrete IP-Bereitstellung muss dennoch für den Tarif geprüft werden.