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Der Dual-Stack Lite (DS-Lite)

Eines der grundlegenden Protokolle für die Datenkommunikation im Internet ist das Internet Protokoll. Dieses Protokoll ist unter anderem dafür zuständig das die Datenpakete Ende zu Ende vermittelt werden können. Wie bei der klassischen Briefpost, braucht es hierfür eine Zieladresse und für eine potentielle Antwort eine Quelladresse. Doch dem Internet Protokoll Version 4 (IPv4), welches im Prinzip seit Beginn des Internets genutzt wird, gehen die möglichen öffentlichen Adressen aus. Die Nachfolge Version 6(IPv6) ist schon seit langem definiert, doch die Einführung verzögerte sich da man durch technische Tricks (NAT) mit den vorhandenen öffentlichen IPv4 Adressen auskam. Inzwischen ist es soweit, Anbieter von Internetzugängen gehen so langsam nach und nach dazu über ihrem Internet-Router eine öffentliche IPv6 Adresse zuzuteilen. Um Rückwärtskompatibel mit IPv4 zu sein wird dabei oft der sogenannte “Dual Stack Lite” (Abkürzung: DS-Lite) Mechanismus verwendet.

Notiz: In Deutschland verwenden oft Kabelnetzbetreiber den DS-Lite Mechanismus.

Dual Stack bedeutet das eine Netzwerkschnittstelle eines Gerätes parallel über eine IPv4 und eine IPv6 Adresse verfügt. Das Gerät kann damit sowohl über die eine als auch die andere IP Protokoll Version erreicht werden. Um nun IPv4 Adressen zu sparen, wird bei DS-Lite keine öffentliche IPv4 Adresse vergeben sondern eine private. Diese “private” IP Adresse ist nur in einem eng begrenzten Bereich Ihres Internetanbieters bekannt. Für die Kommunikation mit IPv4 basierten Diensten und Anwendungen im Internet wird aber eine öffentliche IPv4 Adresse gebraucht. Um dies zu bewerkstelligen werden alle IPv4 Datenpakete in IPv6 Datenpakete verpackt und per IPv6 zu einem Adressübersetzer (CGNAT) getunnelt (sogenannter 4in6 Tunnel). Dieser Adressübersetzer (Network Address Translation, NAT) übersetzt die private IPv4 Adresse in eine öffentliche IPv4 Adresse. Diese öffentliche IPv4 Adresse wird allerdings von einer Vielzahl von Endteilnehmern genutzt und somit bedient sich der Adressübersetzer weiterer Protokolldaten, um eine korrekte Zuordnung zu gewährleisten.

Bild: Struktureller Aufbau von DS-Lite
Bild: Struktureller Aufbau von DS-Lite

Im Regelfall bemerkt der Endkunde nichts von dieser Adressübersetzung, wenn er selbst aktiv von seinem Heimnetzwerk aus auf das Internet zugreift. Sobald aber aktiv vom Internet auf das Heimnetzwerk mittels IPv4 zugegriffen werden soll, dann kommt es zu Problemen. Beispiele wo es zu solch einem Problem kommen kann sind:

Grundursache des Problems ist, dass der Adressübersetzer keine Regel kennt wohin diese unbekannten Datenpakete zu vermitteln sind. Für eine Adressübersetzung in Ihrem eigenen Internet-Router könnten Sie jetzt manuell Regeln erstellen (Port-Forwarding) und konfigurieren. Über den Adressübersetzer Ihres Internetanbieters haben Sie aber keine Kontrolle.

Es gibt folgende Lösungsansätze falls die Eigenschaften von DS-Lite für Sie problematisch sind:

Notiz: Durch die hohe Verbreitung von IPv4, wird die Notwendigkeit IPv6 und IPv4 gleichzeitig zu nutzen, uns noch eine Weile begleiten. Allerdings offerieren nach und nach immer mehr Geräte, Anwendungen und Dienste auch die Nutzung von IPv6 und damit die Möglichkeit Ende zu Ende über IPv6 zu kommunizieren. Damit werden die Eingangs geschilderten Probleme vermieden. Ein Datum wann IPv6 eine so hohe Verbreitung hat das man praktisch auf Mechanismen wie DS-Lite verzichten kann, ist nicht vorhersagbar.

Notiz: Neben den schon erwähnten Problemen, kann es auch überall dort zu Schwierigkeiten kommen wo Dienste die verwendete öffentliche IPv4 Adresse prüfen. Ein Beispiel: Da viele Teilnehmer die gleiche öffentliche IPv4 Adresse verwenden, kann es sein das diese IPv4 Adresse durch Fehlverhalten eines anderen auf dem einen oder anderen Server gesperrt ist. Somit auch für Sie, obwohl Sie sich nichts zu schulden haben kommen lassen.