IPv4 vs IPv6: waarom moeten we overstappen?

Al het dataverkeer over internet verloopt via diverse protocollen. De fundering hieronder is het Internet Protocol, dat als een van de belangrijkste functies heeft dat ieder apparaat met internettoegang een eigen uniek adres krijgt. Tientallen jaren heeft de wereld gedraaid op versie 4 van het Internet Protocol (IPv4), maar sinds eind jaren 90 is de opvolger IPv6 al beschikbaar. De adoptie van dit nieuwe protocol gaat echter veel minder snel dan werd verwacht. Dit komt vooral omdat beide protocollen niet compatible met elkaar zijn. Maar IPv6 is niet voor niets ontwikkeld, daar is namelijk een hele goede reden voor. 

IPv4 loopt op zijn einde

Je kan niet onbeperkt doorgaan met IPv4, want de adressen zijn al een tijdje op. Dit komt vooral omdat er steeds meer apparaten bijkomen die internettoegang nodig hebben. Denk daarbij aan smartphones, IOT-apparaten, tablets en tv’s. Om ervoor te zorgen dat toch alle apparaten aan het internet kunnen worden gehangen, wordt er gebruikgemaakt van Network Adress Translation (NAT) op consumenten- en bedrijfsrouters. Deze extra laag zorgt ervoor dat apparaten die achter de router hangen een eigen intern IP-adres krijgen toegewezen en naar buiten communiceren via het gezamenlijke IP-adres van de router.

Veel bedrijven hebben voorzorgsmaatregelen genomen en grote voorraden IPv4-adressen aangelegd, maar ook daar gaat de rek eruit en uiteindelijk loopt men tegen de grenzen van de mogelijkheden van IPv4 aan. Wegens dit nijpende tekort aan IPv4-adressen staat er dus al jaren een opvolger in de startblokken. Het nieuwere IPv6 biedt veel meer mogelijke adressen. Van IPv4 waren maar 4,3 miljard adressen beschikbaar, terwijl er van IPv6 maar liefst 340 sextiljoen (dit vormt een getal van 39 cijfers) beschikbaar zijn. Deze zijn dus niet zomaar op te maken.

Een voorbeeld van de verschillen in naamgeving. Bron: medium

Veranderingen in het uiterlijk van het IP-adres

Het verschil in het aantal IP-adressen is vooral goed zichtbaar in de naamgeving van de adressen. Een IPv4-adres bestaat uit vier segmenten van 8 bits die samen een byte vormen. Deze bits worden geschreven als getallen van drie cijfers met een maximum van 256 (het binaire maximum met 8 bits). Zo is bijvoorbeeld Google te vinden via het IPv4-adres 173.194.67.94. Zou je Google willen bezoeken via het IPv6-adres [2a00:1450:400c:c05::5e], dan zie je dat het er heel anders uitziet. Dat komt omdat het IPv6-adres is geschreven in hexadecimalen, wat de veel grotere hoeveelheid aan adressen mogelijk maakt. In het bovenstaande IPv6-adres verwacht je misschien 8 segmenten, maar in de notatie van het IPv6-adres is het mogelijk om de nullen weg te laten. Dat resulteert in een dubbele dubbele punt zoals in het bovenstaande plaatje goed te zien is.

Net als bij IPv4 hoef je bij IPv6 deze lange reeks tekens niet te onthouden. Om de vertaalslag te maken naar begrijpelijke en te onthouden termen als google.nl zoals in bovenstaand voorbeeld, wordt gebruikgemaakt van het telefoonboek van het internet: DNS. Mocht je toch het IPv6-adres direct willen gebruiken, vergeet dan niet het adres tussen brackets [ ] te zetten in je browser, anders werkt het niet.

Een ander adres

De schrijfwijze is natuurlijk niet de enige verandering. Als je jouw IPv6-adres niet goed configureert, kom je niet op de juiste website uit. Daarnaast kan je niet via IPv4 bij IPv6-adressen komen en andersom is dat ook niet zomaar mogelijk. Doordat er miljoenen apparaten wereldwijd draaien op IPv4, kan het even duren voordat deze allemaal zijn geüpgraded naar een nieuwer apparaat dat wel in ieder geval beide protocollen ondersteund. Dit heeft de snelle adoptie van IPv6 tot nu toe in de weg gezeten.

De oplossing voor deze incompatibiliteit ligt, totdat iedereen over is naar IPv6, in dual stack. Dual stack is een techniek die ervoor zorgt dat elk netwerkapparaat, server, switch, router en firewall in het netwerk van de Internet Service Provider (ISP) is geconfigureerd met IPv4- en IPv6-verbindingsmogelijkheden. Daarnaast zijn de ISP’s met deze techniek in staat om beide soorten internetverkeer simultaan te verwerken. Met deze oplossing hoeft de eindgebruiker zich geen zorgen te maken of hij over IPv4 of IPv6 aan het surfen is, want de dual stack-oplossing kan met beide protocollen overweg.

IPv6-headers bevatten alleen de hoogst nodige informatie

Een andere aanpassing in IPv6 is dat de header alleen nog de informatie bevat die nodig is in elk IPv6-pakketje. Alle optionele informatie is overgebracht naar optionele header-onderdelen. Deze opties kunnen aan pakketjes worden toegevoegd die zich tussen de standaardheader en de upper-layerheader bevinden. Doordat de headers versimpeld zijn, is de grootte van de pakketjes kleiner. Dit zorgt ervoor dat er minder bandbreedte nodig is en dat deze pakketjes in theorie sneller worden verwerkt. Optionele informatie wordt pas toegevoegd als het echt nodig is voor dat specifieke pakketje en wordt alleen verwerkt door de routers die het pakketje passeert als dat nodig is. Dankzij deze oplossing hoeft een router alleen het eerste deel van de header te lezen om te weten waar het pakketje heengestuurd moet worden.

Adoptie van IPv6 in Nederland en Europa

IPv6 presteert dus beter en er zijn veel meer adressen beschikbaar, maar de adoptie van IPv6 gaat een hoop organisaties niet snel genoeg. Sinds World IPv6 Launch op 6 juni 2012 is er een continue stroom aan initiatieven ontstaan om het gebruik van IPv6 te stimuleren. Uit een recent rapport van het SIDN, dat zich baseert op cijfers van Google, blijkt dat de adoptie in ons land ver achterblijft ten opzichte van onze buurlanden. Het IPv6-verkeer in Nederland ligt op ongeveer 14,1%. Dit houdt in dat 85,9% van het internetverkeer nog via IPv4 verloopt. België is koploper in Europa met een adoptiegraad van maar liefst 54,3% en Duitsland verwerkt al 38% van haar internetverkeer via IPv6.

Google maakt inzichtelijk waar de adoptie van IPv6 voor- en achterloopt. Bron: Google

Grote internetproviders zorgen voor vertraging

In Nederland lopen we dus behoorlijk achter op IPv6-implementatiegebied. De Amsterdam Internet Exchange meet gemiddeld 75 Gbps aan IPv6-verkeer. Dit staat in schril contrast met de 3,4 Tbps die er in totaal door het internetknooppunt gaat. Dit is dus maar 0,22 procent van het internetverkeer. Volgens SIDN komt dat met name doordat de twee grootste providers van Nederland (Ziggo en KPN) nog geen volledige dual stack-oplossing aanbieden. SIDN ziet daarom ook economische nadelen in de toekomst ontstaan. Met name op het gebied van IOT-ontwikkeling denkt de instantie dat Nederland voor veel start-ups nu niet de eerste keuze is. Tijd voor actie dus. Zeker omdat alle moderne besturingssystemen voor mobiel, desktop en andere apparatuur er allang klaar voor zijn.

Waarom IPv6 instellen als IPv4 goed werkt?

Het opraken van het aantal IPv4-adressen raakt natuurlijk niet iedereen even hard. Als jouw website al goed bereikbaar is via IPv4, waarom zou je dan de moeite nemen om het ook via IPv6 bereikbaar te maken? Nou, bijvoorbeeld omdat IPv6 beter te routen is en daardoor in theorie minder bandbreedte gebruikt en daarmee een prestatiewinst kan opleveren.

Daarnaast is het, omdat elk apparaat over een eigen IP-adres beschikt, niet meer nodig deze achter een NAT te hangen. Dit verbetert vooral de prestaties van mobiele netwerken. De latency die normaal gesproken optreedt als je verbindt via een IPv4-netwerk achter een NAT valt in het nieuwe protocol volledig weg. Dit is vooral handig met videobellen zoals bijvoorbeeld via Skype omdat er dan een rechtstreekse peer-to-peer-connectie wordt opgezet. In het geval van IPv4 met NAT moet er continu een keep-alive-pakketje worden verstuurd zodat de verbinding niet wordt verbroken. Dit scheelt dus lag en resources.

Wat kan je zelf doen om IPv6 te implementeren?

Om wereldwijde adoptie van IPv6 waar te maken, is het natuurlijk handig dat je ten eerste apparaten bezit die IPv6-verkeer kunnen verwerken. Waarschijnlijk maak je al gebruik van een besturingssysteem dat IPv6 ondersteunt. Je hebt namelijk niet het nieuwste van het nieuwste nodig, want bijvoorbeeld Windows Vista, MacOS 10.7 Lion en bijvoorbeeld Debian 3 ondersteunen IPv6 al. Al hun opvolgers bieden natuurlijk ook volledige support voor IPv6. Dit geldt ook voor de mobiele besturingssystemen aangezien iOS het al ondersteunt sinds versie 4.1 en Android sinds versie 5.1. Apple eist daarnaast dat apps voor haar iOS-platformen sinds versie 9 uit 2015 verplicht ondersteuning bieden voor IPv6.

Dat IPv6 nog niet overal is geïmplementeerd, ligt dus niet aan je apparaten die verbinding maken met internet. Het probleem zit hem dan eerder in de routers die geleverd worden door de providers. Zo heeft de nog steeds wijdverspreide Experiabox V8 van KPN geen ondersteuning voor IPv6. De router ondersteunt het wel, maar heeft de nodige update echter nog steeds niet gekregen.

Je kan zelf ook een steentje bijdragen aan de adoptie van IPv6 indien je een website of toepassing hebt. Zorg er dus voor dat jouw website ook een IPv6-adres heeft staan binnen de DNS-instellingen van jouw domein. Je kan dit doen door een AAAA-record in te stellen. Dit kan naast jouw A-record voor je IPv4-adres worden geplaatst zodat je site via beide protocollen bereikbaar is.

Ben jij al klaar voor een toekomst met IPv6?

TransIP biedt al haar diensten al jaren via IPv6 aan. Als je bij ons Webhosting of een VPS afneemt, krijg je er automatisch een blok IPv6-adressen bij. Zet jij deze al actief in of gebruik je nog alleen IPv4? Neem anders een kijkje in de Knowledge Base hoe je onze verschillende diensten gebruikt met IPv6. Een toekomst met IPv6 begint immers bij jezelf!