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Netzwerke und Systemintegration – IPv6-Grundlagen einordnen

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Netzwerke und Systemintegration – IPv6-Grundlagen einordnen

Lernkurs für die Ausbildung zum Fachinformatiker bzw. zur Fachinformatikerin, insbesondere Systemintegration

Thema: Adressaufbau und grundlegende Unterschiede zwischen IPv4 und IPv6

Lernzeit: ca. 90 Minuten ohne optionale Vertiefungsvideos

Lernmethode: Kurze Lerneinheiten, Schaubilder, Videos, interaktive Aufgaben und zwei lokale Python-Testumgebungen.

Einleitung

IPv6 ist die neuere Version des Internetprotokolls. Es ermöglicht die Adressierung von Geräten in IP-Netzwerken mit 128-Bit-Adressen.

Du lernst, IPv6-Adressen zu lesen, zu verkürzen, einem Netzwerk zuzuordnen und grundlegende Unterschiede zu IPv4 zu erklären.

Nach dem Kurs kannst Du:

IPv4 und IPv6 anhand wesentlicher Merkmale vergleichen.
Den Aufbau einer IPv6-Adresse erklären und Schreibweisen umwandeln.
Netzpräfixe und wichtige IPv6-Adressarten unterscheiden.
In einem fiktiven Ausbildungsfall Adressen und Netzwerkzugehörigkeiten prüfen.
Lokale IPv6-Tests sicher durchführen und Ergebnisse begründet beurteilen.

Sicherheitsregel: Alle Übungen verwenden ausschließlich fiktive Dokumentationsadressen aus 2001:db8::/32 oder die lokale Loopback-Adresse ::1. Es werden keine fremden Netze, Produktivsysteme, Kundendaten oder Zugangsdaten verwendet. Die Python-Labore benötigen keinen Internetzugriff.

Hinweis zu Medien: Die nachfolgenden Wikimedia-Commons-Dateien besitzen dokumentierte freie Lizenzen beziehungsweise eine Public-Domain-Freigabe. Eingebettete Videos, Wikipedia und LearningApps sind dagegen externe Angebote und können beim Laden Verbindungsdaten übertragen. Die Lernziele lassen sich vollständig ohne diese externen Angebote erreichen.

Lernpfad: IPv6 in sechs kurzen Einheiten

Lerneinheit 1: IPv4 und IPv6 vergleichen

Dauer: 6 Minuten

IPv4 verwendet 32-Bit-Adressen, IPv6 dagegen 128-Bit-Adressen. Dadurch bietet IPv6 einen wesentlich größeren Adressraum.

Merkmal	IPv4	IPv6
Adresslänge	32 Bit	128 Bit
Darstellung	Dezimal mit Punkten	Hexadezimal mit Doppelpunkten
Beispiel	192.0.2.10	2001:db8::10
Adressraum	2 hoch 32 Adressen	2 hoch 128 Adressen
Broadcast	Vorhanden	Kein Broadcast
Nachbarerkennung	ARP	Neighbor Discovery
Adresskonfiguration	Manuell oder DHCP	Manuell, SLAAC oder DHCPv6

IPv4-Paketkopf:

IPv6-Paketkopf:

Der IPv6-Basisheader besitzt eine feste Länge von 40 Byte. Erweiterte Funktionen können zusätzliche Extension Header verwenden.

Merksatz: IPv6 bedeutet nicht automatisch mehr Sicherheit oder höhere Geschwindigkeit. Firewallregeln, Netzplanung und sichere Konfiguration bleiben notwendig.

Mini-Aufgabe: Erkläre, warum IPv6 für viele vernetzte Geräte geeignet ist.

Feedback: Der wesentlich größere Adressraum erleichtert die Versorgung vieler Geräte und Netzwerke mit eindeutigen Adressen. Mehr Adressen allein verbessern aber nicht automatisch die Verbindung.

Lerneinheit 2: Aufbau einer IPv6-Adresse

Dauer: 8 Minuten

Eine IPv6-Adresse besitzt acht Gruppen mit jeweils 16 Bit. Jede Gruppe kann mit einer bis vier hexadezimalen Ziffern dargestellt werden.

Beispiel einer vollständigen Adresse:

2001:0db8:0042:0010:0000:0000:0000:0010

|---- 64 Bit ----|---- 64 Bit ----|
     Präfix        verbleibende Bits

Bei /64:
Netzpräfix            Interface-Identifier

Die wichtigsten Verkürzungsregeln:

Führende Nullen innerhalb einer Gruppe dürfen entfernt werden.
Eine Folge vollständiger Nullgruppen darf durch :: ersetzt werden.
:: darf innerhalb einer Adresse nur einmal vorkommen.

Vollständige Schreibweise	Verkürzte Schreibweise
`2001:0db8:0042:0010:0000:0000:0000:0010`	`2001:db8:42:10::10`
`2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001`	`2001:db8::1`
`0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001`	`::1`

Die empfohlene kanonische Schreibweise nach RFC 5952 nutzt Kleinbuchstaben, unterdrückt führende Nullen und verkürzt die längste Folge von Nullgruppen.

Video: IPv6-Aufbau und Verkürzungsregeln

Zusätzliche Erklärung: Grundlagen zu IPv6

Mini-Aufgabe: Verkürze 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0025.

Feedback: 2001:db8::25 ist richtig. Du entfernst die führende Null in 0db8 und fasst die aufeinanderfolgenden Nullgruppen zusammen.

Lerneinheit 3: Netzwerkpräfix und Subnetze

Dauer: 8 Minuten

Ein Netzpräfix bezeichnet den Netzanteil einer IPv6-Adresse.

Bei einem typischen LAN-Präfix /64 gehören die ersten 64 Bit zum Präfix. Die verbleibenden 64 Bit bilden den Interface-Identifier.

Netzwerk	Präfix	Beispieladresse
Montage	`2001:db8:42:10::/64`	`2001:db8:42:10::10`
Service	`2001:db8:42:20::/64`	`2001:db8:42:20::30`

Visualisierung:

Fiktiver IPv6-Adressplan

2001:db8:42::/48
        |
        +-- Montage: 2001:db8:42:10::/64
        |      PC-A:     ...:10::10
        |      Drucker:  ...:10::20
        |
        +-- Service: 2001:db8:42:20::/64
               Server:   ...:20::30

Die Kürzungen in dieser Skizze sind nur Platzhalter innerhalb der Darstellung, keine vollständigen IPv6-Adressen.

Woher kommen IPv6-Präfixe?

Die Grafik veranschaulicht die hierarchische Vergabe von IPv6-Adressbereichen über Vergabestellen und Internetanbieter.

Video: IPv6-Subnetting

Mini-Aufgabe: Gehören 2001:db8:42:10::10/64 und 2001:db8:42:10::99/64 zum selben Präfix?

Feedback: Ja. Die ersten 64 Bit stimmen überein. Ob eine tatsächliche Verbindung möglich ist, hängt zusätzlich von Netzsegment, Konfiguration und Sicherheitsregeln ab.

Lerneinheit 4: Wichtige IPv6-Adressarten

Dauer: 8 Minuten

Nicht alle IPv6-Adressen haben denselben Verwendungszweck.

Adressart	Bereich oder Beispiel	Bedeutung
Global Unicast	Adressen aus zugewiesenen globalen Bereichen	Für global adressierbare Kommunikation
Link-Local	`fe80::/10`	Kommunikation innerhalb eines lokalen Links
Unique Local	`fc00::/7`	Lokale beziehungsweise organisationsinterne Adressierung
Loopback	`::1`	Eigener Rechner
Unspecified	`::`	Noch nicht festgelegte Quelladresse
Multicast	`ff00::/8`	Kommunikation mit einer Empfängergruppe
Dokumentation	`2001:db8::/32`	Reservierte Beispieladressen

Unicast bezeichnet Kommunikation zu einer einzelnen Schnittstelle.

Multicast richtet sich an eine Empfängergruppe.

Anycast erlaubt mehreren Schnittstellen, dieselbe Adresse zu verwenden. Die Weiterleitung erfolgt zu einer durch das Routing ausgewählten Schnittstelle, üblicherweise zur topologisch nächsten.

Video: Adresstypen und Gültigkeitsbereiche

Mini-Aufgabe: Warum eignet sich ::1 nicht als Zieladresse für einen anderen Rechner?

Feedback: Die Loopback-Adresse verweist ausschließlich auf den eigenen Host. Sie ist deshalb für lokale Programm- und Verbindungstests geeignet.

Lerneinheit 5: Autokonfiguration und Nachbarerkennung

Dauer: 8 Minuten

IPv6 verwendet Neighbor Discovery mit ICMPv6 für wichtige Funktionen im lokalen Netzwerk.

Vereinfachter Ablauf von SLAAC:

Client                         Router
  |                               |
  |---- Router Solicitation ----->|
  |                               |
  |<--- Router Advertisement -----|
  |                               |
  |  Präfix auswerten             |
  |  Adresse bilden               |
  |  DAD durchführen              |
  |                               |

Router Advertisement:

Neighbor Solicitation:

Begriffe:

SLAAC: Zustandslose automatische IPv6-Adresskonfiguration.
Router Advertisement: Ankündigung von Router- und Konfigurationsinformationen.
Duplicate Address Detection: Prüfung, ob eine IPv6-Adresse bereits verwendet wird.
DHCPv6: Protokoll zur Bereitstellung von IPv6-Adressen und/oder weiteren Konfigurationsinformationen.

DHCPv6 und SLAAC können je nach Netzkonzept einzeln oder gemeinsam eingesetzt werden. Informationen über Standardrouter werden bei IPv6 üblicherweise über Router Advertisements bereitgestellt.

Video: SLAAC und Autokonfiguration

Mini-Aufgabe: Welchen Vorteil hat SLAAC gegenüber einer ausschließlich manuellen Adresskonfiguration?

Feedback: Geeignet konfigurierte Hosts können ihre Adresse anhand von Routerinformationen selbst bilden. Das vereinfacht die Einrichtung vieler Clients. Die Funktion ersetzt keine Sicherheitskontrollen.

Lerneinheit 6: IPv6 sicher einordnen

Dauer: 5 Minuten

IPv6 ist kein automatischer Schutz gegen Angriffe.

Wichtige Grundsätze:

Firewall: IPv6-Verkehr muss ausdrücklich in die Sicherheitsregeln einbezogen werden.
ICMPv6: Wichtige Kontrollnachrichten müssen passend zugelassen werden; pauschales Blockieren kann Funktionen beeinträchtigen.
Netzwerksegmentierung: Zugriffsrechte zwischen Netzsegmenten müssen bewusst geplant werden.
Datenschutz: IPv6-Adressen können personenbezogene Bezüge ermöglichen; temporäre Adressen können bestimmte Risiken verringern.
Dual Stack: Bei parallelem Betrieb müssen sowohl IPv4 als auch IPv6 abgesichert werden.

Mini-Aufgabe: Begründe, warum eine vorhandene IPv4-Firewallregel nicht automatisch ausreichenden IPv6-Schutz gewährleistet.

Feedback: IPv4 und IPv6 besitzen unterschiedliche Paket- und Adressierungsmechanismen. Sicherheitsregeln müssen für beide Protokolle geprüft werden.

Ausbildungsfall: IPv6 in einer Werkstatt einordnen

Situation:

Du arbeitest in der IT-Abteilung einer fiktiven Ausbildungswerkstatt. Für zwei Bereiche soll ein IPv6-Adressplan dokumentiert werden.

Es handelt sich ausschließlich um eine Simulation ohne Verbindung zu echten Anlagen.

Fiktiver Adressplan:

Gerät	IPv6-Adresse	Bereich
PC-A	`2001:db8:42:10::10/64`	Montage
Drucker	`2001:db8:42:10::20/64`	Montage
Router, Schnittstelle Montage	`2001:db8:42:10::1/64`	Montage
Router, Schnittstelle Service	`2001:db8:42:20::1/64`	Service
Server	`2001:db8:42:20::30/64`	Service

Dein Auftrag:

Ermittle die Netzpräfixe von PC-A, Drucker und Server.
Entscheide, welche Geräte demselben IPv6-Präfix angehören.
Begründe, wann für die Kommunikation ein Router benötigt wird.
Beschreibe, warum die Dokumentationsadressen nicht für einen produktiven Netzaufbau verwendet werden dürfen.

Musterlösung und begründetes Feedback:

PC-A und Drucker gehören zu 2001:db8:42:10::/64. Der Server gehört zu 2001:db8:42:20::/64. Bei dieser Netzplanung ist Routing zwischen den beiden Segmenten erforderlich. Die Adressen stammen aus dem reservierten Dokumentationsbereich und sind nur für Beispiele vorgesehen.

Bewertung: Eine korrekte Präfixzuordnung ist notwendig, aber allein noch kein Nachweis für erfolgreiche Kommunikation. Du musst zusätzlich den logischen Netzwerkaufbau berücksichtigen.

Lokale und isolierte Testumgebungen

Alle folgenden Programme verwenden ausschließlich die Python-Standardbibliothek. Eine Installation zusätzlicher Pakete ist nicht notwendig.

Speichere den jeweiligen Code in einer lokalen Datei und führe ihn mit Python 3 aus. Unter Linux und macOS ist der Befehl häufig python3, unter Windows häufig py -3.

Wichtig: Keine echten Kundenadressen eingeben. Die Testumgebungen senden keine Daten an fremde Rechner.

Labor A: IPv6-Adressen offline analysieren

Schwierigkeitsgrad: Basis

Ziel: IPv6-Adressen verkürzen und fiktiven Netzsegmenten zuordnen.

Dateiname: ipv6_lab.py

from ipaddress import IPv6Address, IPv6Network

DOKU = IPv6Network("2001:db8::/32")

NETZE = {
    "Montage": IPv6Network("2001:db8:42:10::/64"),
    "Service": IPv6Network("2001:db8:42:20::/64"),
}

BEISPIELE = [
    "2001:0db8:0042:0010:0000:0000:0000:0010",
    "2001:db8:42:10::20",
    "2001:db8:42:20::30",
    "2001:db8::1::2",
]

def pruefen(text):
    try:
        adresse = IPv6Address(text)
    except ValueError:
        print(text, "-> ungueltige Schreibweise")
        return

    if adresse not in DOKU:
        print("Nur fiktive Dokumentationsadressen erlaubt.")
        return

    segment = next(
        (name for name, netz in NETZE.items()
         if adresse in netz),
        "anderes Demo-Segment"
    )

    print(adresse.compressed, "| Segment:", segment)

for text in BEISPIELE:
    pruefen(text)

while True:
    text = input("Demo-IPv6 eingeben (leer = Ende): ").strip()
    if not text:
        break
    pruefen(text)

Start: python3 ipv6_lab.py

Erwartete Ergebnisse:

2001:db8:42:10::10 | Segment: Montage
2001:db8:42:10::20 | Segment: Montage
2001:db8:42:20::30 | Segment: Service
2001:db8::1::2 -> ungueltige Schreibweise

Interaktiver Test: Gib zusätzliche Adressen aus 2001:db8::/32 ein und beobachte, wie sie zugeordnet werden.

Eingabe	Erwartete Zuordnung	Begründung
`2001:db8:42:10::55`	Montage	Passendes /64-Präfix
`2001:db8:42:20::77`	Service	Anderes /64-Präfix
`2001:db8:42:30::8`	Anderes Demo-Segment	Keines der definierten /64-Präfixe passt
`2001:db8::1::2`	Ungültig	Zweimalige Verwendung von ::

Gestufte Hilfen:

Hilfe 1: Suche zuerst die vier linken Gruppen der Adresse.

Hilfe 2: Vergleiche diese Gruppen mit den beiden hinterlegten /64-Präfixen.

Hilfe 3: Wenn die Präfixe übereinstimmen, gehört die Adresse zum entsprechenden Segment. Die restlichen 64 Bit dürfen verschieden sein.

Feedback: Das Programm prüft ausschließlich Syntax und mathematische Präfixzugehörigkeit. Es überprüft weder reale Erreichbarkeit noch Routing oder die tatsächliche Konfiguration eines Geräts.

Labor B: IPv6 über die lokale Loopback-Adresse testen

Schwierigkeitsgrad: Anwendung

Ziel: Eine IPv6-Verbindung innerhalb Deines eigenen Rechners herstellen.

Die Anwendung verwendet ausschließlich ::1 und einen automatisch vergebenen lokalen TCP-Port. Sie verbindet sich nicht mit fremden Systemen.

Dateiname: ipv6_loopback.py

from socket import AF_INET6, SOCK_STREAM, socket
from threading import Thread

def server(listener):
    with listener.accept()[0] as verbindung:
        daten = verbindung.recv(64)
        verbindung.sendall(b"OK: " + daten)

try:
    with socket(AF_INET6, SOCK_STREAM) as listener:
        listener.settimeout(3)
        listener.bind(("::1", 0))
        listener.listen(1)

        port = listener.getsockname()[1]

        thread = Thread(
            target=server,
            args=(listener,),
            daemon=True
        )
        thread.start()

        with socket(AF_INET6, SOCK_STREAM) as client:
            client.settimeout(3)
            client.connect(("::1", port))
            client.sendall(b"IPv6-Labor")

            antwort = client.recv(64)
            print(antwort.decode("utf-8"))

        thread.join(timeout=3)

except OSError as fehler:
    print("Lokaler IPv6-Test nicht verfuegbar:", fehler)

Start: python3 ipv6_loopback.py

Erwartete Ausgabe:

OK: IPv6-Labor

Falls IPv6 auf dem Rechner deaktiviert ist oder lokale Verbindungen blockiert werden, kann stattdessen eine Fehlermeldung erscheinen. Verändere deshalb nicht eigenmächtig Systemeinstellungen.

Interaktiver Test: Ändere ausschließlich die fiktive Nachricht IPv6-Labor und beobachte die lokale Antwort.

Gestufte Hilfen:

Hilfe 1: Der Server bindet an ::1.

Hilfe 2: Der Client verbindet sich mit derselben Adresse und dem lokal ausgewählten Port.

Hilfe 3: Die erwartete Antwort beginnt mit OK:, weil der Server die empfangene Nachricht mit diesem Präfix zurücksendet.

Feedback: Eine erfolgreiche Ausgabe belegt, dass ein IPv6-TCP-Austausch über die lokale Loopback-Schnittstelle funktioniert. Sie beweist ausdrücklich keine Verbindung zum Internet oder zu einem zweiten Gerät.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Wie viele Bit besitzt eine IPv6-Adresse? (128 Bit) (!32 Bit) (!48 Bit) (!64 Bit)

Aus wie vielen 16-Bit-Gruppen besteht die vollständige IPv6-Darstellung? (Acht) (!Vier) (!Sechs) (!Sechzehn)

Was bedeutet die Zeichenfolge Doppelpunkt Doppelpunkt in einer IPv6-Adresse? (Eine oder mehrere aufeinanderfolgende Nullgruppen) (!Eine automatisch erkannte Routeradresse) (!Das Ende eines Netzwerkpakets) (!Eine ungültige IPv6-Version)

Was bezeichnet das Präfix bei einer IPv6-Adresse mit Schrägstrich 64? (Die ersten 64 Bit als Netzpräfix) (!Die letzten 64 Bit als Netzpräfix) (!Die Anzahl vorhandener Router) (!Die Geschwindigkeit der Verbindung)

Welcher IPv6-Bereich ist für Dokumentationsbeispiele reserviert? (2001:db8::/32) (!fe80::/10) (!ff00::/8) (!fc00::/7)

Welche IPv6-Adresse wird für den eigenen Rechner als Loopback-Adresse verwendet? (::1) (!ff02::1) (!fe80::1) (!2001:db8::1)

Welcher Bereich kennzeichnet IPv6-Link-Local-Adressen? (fe80::/10) (!2001:db8::/32) (!ff00::/8) (!fc00::/7)

Welches Verfahren übernimmt in IPv6 wichtige Funktionen der lokalen Nachbarerkennung? (Neighbor Discovery) (!ARP als unverändertes IPv6-Verfahren) (!FTP) (!SMTP)

Welche Nachricht kann einem IPv6-Client ein Netzpräfix für SLAAC mitteilen? (Router Advertisement) (!HTTP Response) (!DNS Zone Transfer) (!TCP Acknowledgement)

Welche Aussage trifft auf zwei verschiedene IPv6-LAN-Präfixe zu? (Für die Kommunikation zwischen getrennten Netzsegmenten wird Routing benötigt) (!Alle IPv6-Geräte können ohne Netzkonfiguration direkt kommunizieren) (!Die letzten 64 Bit entscheiden immer allein über das Netzwerk) (!Router werden von IPv6 grundsätzlich nicht unterstützt)

Begründetes Quiz-Feedback:

Ein falsches Ergebnis entsteht häufig dadurch, dass Adresslänge, Präfixlänge und Gültigkeitsbereich verwechselt werden. Wiederhole in diesem Fall die Einheiten 2 bis 4. Sind die Fragen zur Autokonfiguration schwierig, hilft Lerneinheit 5.

Memory

Ordne die Begriffe ihren passenden Bedeutungen zu.

IPv6	128 Bit
IPv4	32 Bit
Kurzschreibweise	Doppelpunktpaar
Netzpräfix	Subnetzkennzeichnung
Loopback	Eigener Rechner
Linklocal	Gleicher Link
SLAAC	Selbstkonfiguration
NDP	Nachbarerkennung

Drag and Drop

Ordne jede Funktion dem passenden IPv6-Begriff zu.

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Funktion
Loopback	Kommunikation innerhalb des eigenen Rechners
Link-Local	Kommunikation im direkt verbundenen Netzsegment
Dokumentationspräfix	Adressbereich für Lehrbeispiele
Router Advertisement	Ankündigung von Routerinformationen
Neighbor Discovery	Ermittlung von Informationen über lokale Nachbarn

Kreuzworträtsel

Hexadezimal	Welches Zahlensystem wird zur Darstellung der IPv6-Adressgruppen verwendet?
Praefix	Wie heißt der Teil einer IPv6-Netzangabe, der die Netzwerkzugehörigkeit kennzeichnet?
Loopback	Welcher Adresstyp ermöglicht Kommunikation innerhalb des eigenen Rechners?
Multicast	Welche Adressierungsart richtet sich an eine Gruppe von Empfängern?
Router	Welches Netzwerkgerät verbindet verschiedene IP-Netze?
Unicast	Wie heißt die Adressierungsart für eine einzelne Schnittstelle?

LearningApps

Zusätzliche externe Such- und Übungsmöglichkeit:

Die Einbettung ist eine thematische Suche und kein eigens für diesen Kurs erstelltes oder geprüftes Lernspiel. Ob passende Übungen angezeigt werden, hängt vom externen Angebot ab. Für die Offline-Bearbeitung nutze die lokalen Python-Labore.

Lückentext

IPv4 verwendet Adressen mit

Bit.

IPv6 verwendet Adressen mit

Bit.

Eine ausgeschriebene IPv6-Adresse besteht aus

Gruppen.

Die einzelnen Adressgruppen werden mit

getrennt.

Die IPv6-Darstellung verwendet das

.

Führende Nullen innerhalb einer Gruppe dürfen

werden.

Die doppelte Doppelpunkt-Schreibweise darf in einer Adresse nur

vorkommen.

Ein häufig verwendetes IPv6-LAN-Präfix besitzt die Länge

Bit.

Die Loopback-Adresse eines IPv6-Rechners lautet

.

Für IPv6-Dokumentationsbeispiele wird der Adressbereich

verwendet.

Die zustandslose automatische Adresskonfiguration heißt

.

Die lokale Nachbarerkennung erfolgt mithilfe von

.

IPv6 verwendet statt Broadcast unter anderem

.

Für die Kommunikation zwischen getrennten IP-Netzen wird normalerweise ein

benötigt.

Offene Aufgaben

Erstelle eigene Lösungen ausschließlich mit fiktiven Daten, Zeichnungen und lokalen Simulationen.

Leicht: Basisaufgaben

IPv4 und IPv6: Erstelle eine Vergleichskarte mit Adresslänge, Darstellung und Adressraum. Feedback: Richtig ist die Unterscheidung zwischen 32 und 128 Bit. Begründe zusätzlich, warum der größere IPv6-Adressraum die Adressplanung verändert.
IPv6-Adresse: Schreibe drei fiktive IPv6-Adressen vollständig aus und verkürze sie. Feedback: Kontrolliere insbesondere, dass keine führenden Nullen unnötig stehen bleiben und der doppelte Doppelpunkt nicht mehrfach verwendet wird.
IPv6-Adressarten: Gestalte ein kleines Lernplakat zu Loopback, Link-Local und Multicast. Feedback: Eine fachlich gute Darstellung benennt jeweils den Gültigkeitsbereich und einen typischen Einsatzzweck.
Netzpräfix: Zeichne den Aufbau einer IPv6-Adresse mit /64-Präfix und Interface-Identifier. Feedback: Beide Bereiche umfassen in diesem Beispiel 64 Bit. Erläutere, weshalb sie verschiedene Aufgaben erfüllen.

Standard: Anwendungsaufgaben

Subnetting: Ergänze den Werkstatt-Adressplan um zwei weitere fiktive Geräte und ordne sie den Segmenten zu. Feedback: Prüfe die ersten 64 Bit; eine passende Gerätekennung allein ist kein Beleg für ein passendes Subnetz.
Python: Erweitere das Offline-Labor um ein drittes fiktives /64-Präfix innerhalb von 2001:db8::/32. Feedback: Die Erweiterung ist gelungen, wenn passende Testadressen eindeutig zugeordnet und andere Dokumentationsadressen nicht fälschlich diesem Segment zugewiesen werden.
Loopback: Führe den lokalen Verbindungstest durch und erstelle ein kurzes Ergebnisprotokoll. Feedback: Unterscheide ausdrücklich zwischen einer erfolgreichen Verbindung zu ::1 und einer nicht getesteten Verbindung zu einem fremden Gerät.
Netzwerkdokumentation: Gestalte ein kurzes Erklärvideo oder eine Bildfolge zum Ausbildungsfall, ohne echte Netzgeräte zu verwenden. Feedback: Die Darstellung sollte zeigen, warum verschiedene Netzpräfixe eine Routingentscheidung erforderlich machen.

Schwer: Transferaufgaben

Netzwerkplanung: Entwirf für eine fiktive Firma drei logisch getrennte IPv6-LANs mit eigenen /64-Präfixen. Feedback: Beurteile Deinen Entwurf danach, ob die Präfixe eindeutig sind, zur Hierarchie passen und die Segmentgrenzen nachvollziehbar dokumentiert wurden.
IT-Sicherheit: Vergleiche die Sicherheitsanforderungen eines IPv4-only-Netzes mit einem Dual-Stack-Netz. Feedback: Die Bewertung ist überzeugend, wenn Du begründest, warum getrennte Prüfungen der Regeln für IPv4 und IPv6 notwendig sind.
SLAAC und DHCPv6: Erstelle eine Entscheidungsvorlage für die fiktive Werkstatt. Feedback: Eine gute Begründung berücksichtigt Adresskonfiguration, weitere Konfigurationsdaten, Router Advertisements und den Verwaltungsaufwand.
Fehleranalyse: Entwickle drei fiktive IPv6-Fehlerszenarien, beispielsweise falsches Präfix, ungültige Schreibweise und fehlendes Routing. Feedback: Zu jedem Szenario gehören eine überprüfbare Ursache, eine sichere lokale Prüfmethode und eine nachvollziehbare Abhilfe. Reale Systeme dürfen nicht als Testziele verwendet werden.

Lernkontrolle

Bearbeite die folgenden Aufgaben ohne Zugriff auf reale Fremdnetze. Im Vordergrund stehen Zusammenhänge und Transferleistungen.

Adressplanung: Zwei Geräte besitzen gültige IPv6-Adressen, können aber nicht miteinander kommunizieren. Erkläre mindestens drei mögliche Ursachen, ohne die Adresssyntax vorschnell als einzige Ursache anzunehmen.
Netzwerksegmentierung: Begründe, weshalb eine funktionierende Kommunikation zwischen zwei Geräten mit demselben Präfix nicht automatisch Kommunikation zwischen verschiedenen Präfixen erlaubt.
Autokonfiguration: Ein Gerät erhält eine Link-Local-Adresse, aber keine für das geplante globale Netz vorgesehene Adresse. Entwickle eine systematische Analyse auf konzeptioneller Ebene.
IPv4 und IPv6: Ein Ausbildungsbetrieb möchte IPv6 einführen. Vergleiche die Auswirkungen auf Dokumentation, Konfiguration und IT-Sicherheit.
Routing: Plane den logischen Austausch zwischen Montage und Service im fiktiven Ausbildungsfall. Erkläre, welche Aufgaben ein Router dabei übernimmt.
Testmethoden: Beurteile, welche Aussagen Du aus einer Offline-Adressprüfung und einem erfolgreichen Loopback-Test ableiten darfst und welche nicht.

Bewertungskriterien: Zusammenhänge korrekt erklären, nachvollziehbar begründen, sichere Testgrenzen einhalten und technische Aussagen durch geeignete Prüfungen stützen.

Lernnachweis

Für einen erfolgreichen Lernnachweis erstellst Du ein kompaktes Portfolio mit folgenden Bestandteilen:

IPv4-IPv6-Vergleich: Eine fachlich korrekte Übersicht der wichtigsten Unterschiede.
Adressdarstellung: Drei korrekt umgewandelte IPv6-Adressen mit Begründung der Verkürzung.
Subnetzplan: Zwei fiktive /64-Netze mit sinnvoll zugeordneten Beispielgeräten.
Lokaler Test: Dokumentierte Durchführung des Offline-Labors und des Loopback-Tests oder eine begründete Beschreibung einer nicht unterstützten Testfunktion.
Fehleranalyse: Eine nachvollziehbare Erklärung eines fiktiven Konfigurationsfehlers.
Sicherheitsreflexion: Beschreibung der Grenze zwischen zulässiger lokaler Simulation und nicht autorisierten Tests.
Transfer: Ein eigenständig begründeter Vorschlag für die IPv6-Adressplanung der Ausbildungswerkstatt.

Bewertungskriterium	Gewichtung
Fachliche Richtigkeit	30 Prozent
Anwendung und Problemlösung	30 Prozent
Begründung und Transfer	25 Prozent
Dokumentation und sichere Durchführung	15 Prozent

Bestanden: Mindestens 60 Prozent der Gesamtleistung, korrekte Unterscheidung zwischen lokalem Test und realer Erreichbarkeit sowie Einhaltung der Sicherheitsvorgaben.

OERs zum Thema

Wikipedia: IPv6

Die Wikipedia-Einbettung ist eine optionale externe Informationsquelle. Für das verbindliche Fachwissen sind die nachfolgenden technischen Standards maßgeblich.

Fachlich geprüfte Quellen

Die Inhalte zu Adressarchitektur, Schreibweise und Konfiguration orientieren sich an folgenden Originalquellen:

RFC 4291 – IP Version 6 Addressing Architecture: IPv6-Adressarten, Aufbau und Adressdarstellung.
RFC 5952 – A Recommendation for IPv6 Address Text Representation: Empfohlene kanonische Kurzschreibweise.
RFC 3849 – IPv6 Address Prefix Reserved for Documentation: Reservierung von 2001:db8::/32 für Dokumentationszwecke.
RFC 4861 – Neighbor Discovery for IPv6: Nachbarerkennung und Routerinformationen.
RFC 4862 – IPv6 Stateless Address Autoconfiguration: Grundlagen von SLAAC.
IANA – IPv6 Special-Purpose Address Space: Prüfung spezieller IPv6-Adressbereiche.

Fachlicher Hinweis: Die RFCs enthalten normative Details und mögliche Aktualisierungen. Die Kurseinheiten vereinfachen diese bewusst für den Ausbildungseinstieg.

Mediennachweise und Lizenzprüfung

Alle folgenden Bilddateien wurden anhand ihrer Wikimedia-Commons-Dateibeschreibungsseiten ausgewählt.

Medium	Urheber	Lizenz oder Freigabe
IPv4 Header.svg	Bruno Wenk	CC BY-SA 3.0
IPv6 Header.svg	Bruno Wenk	CC BY-SA 3.0
Ipv6 address.svg	Indeterminate	Public Domain
IPv6 address structure.svg	Michel Bakni	CC BY-SA 4.0
IPv6 Prefix Assignment Example-en.svg	Michel Bakni	CC BY-SA 4.0
Anycast.svg	Easyas12c	Public Domain
Router Advertisement Message-en.svg	Michel Bakni	CC BY-SA 4.0
Neighbor Solicitation Message-en.svg	Michel Bakni	CC BY-SA 4.0

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