Internet Protocol: Der Adresskollaps von IPv4 kann verzögert werden

Die Knappheit der verfügbaren IPv4-Adressen bringt Internetprovider weltweit zunehmend in Bedrängnis: Kunden benötigen weiterhin IPv4-Adressen, da der Großteil des Internets nach wie vor lediglich darüber erreicht werden kann. Gleichzeitig sind die Adressreserven in den meisten Regionen der Welt erschöpft - vier der fünf Regional Internet Registries, Europa, Asien, Nord- und Südamerika, haben keine nennenswerte Menge übrig. Ein Forscherteam, zu dem der Autor dieses Textes gehört, hat deshalb die globale Adressaktivität bezüglich des Internet Protocol Version 4 untersucht und - trotz Adressknappheit - ein immenses Potenzial an ungenutzten Adressen aufgedeckt.

Das Internet hat zu wenige Adressen

Dass der IPv4-Standard für ein Internet mit vielen Milliarden Nutzern (aktuell sind es 3,6 Milliarden weltweit) zu wenige Adressen bereitstellt, wurde schon früh erkannt. So wurde bereits 1998 der Nachfolger IPv6 standardisiert. Es erweitert den Adressraum massiv, auf insgesamt 340 Sextillionen mögliche Adressen. Bis heute verlief die Umstellung des Internets auf IPv6 jedoch deutlich schleppender als erhofft. So verfügen im Jahr 2016 laut Google immer noch weniger als 15 Prozent der Internetnutzer weltweit über IPv6-Zugang und lediglich 20 Prozent der 500 populärsten Webseiten des Internets sind über IPv6 erreichbar.

Ein fundamentales Problem ist, dass IPv4 und IPv6 nicht kompatibel sind. So wird uns IPv4 solange begleiten, bis die Umstellung auf IPv6 gänzlich vollzogen ist. Um IPv4 also endgültig ad acta zu legen, müssten sämtliche Provider weltweit IPv6 sprechen, ihre Netze über IPv6 zugänglich machen und allen Endkunden IPv6 anbieten. Endkunden wiederum benötigen vollständig IPv6-kompatible Soft- und Hardware. Sämtliche Server und Infrastruktur des Internets müssen auf IPv6 migriert werden. Eine Mammutaufgabe, die uns vermutlich noch viele Jahre beschäftigen wird. In der Zwischenzeit aber müssen Provider weiterhin Wege finden, um ihre Kunden mit IPv4-Adressen zu versorgen.

IP-Adressen werden zur gehandelten Ware

Die Knappheit hat bereits konkrete und ernste Folgen: Provider greifen zunehmend auf Technologien wie Carrier-Grade NAT zurück, um Dutzende bis Hunderte Endnutzer hinter eine einzelne öffentliche IPv4-Adresse zu schalten. Andere kaufen IPv4-Adressen auf Adressmärkten. Bis dato wechselten bereits mehr als 7.000 Adressblöcke ihren Inhaber, wie eine Studie der TU Berlin gezeigt hat.

Preise für IPv4-Adressen rangieren einer aktuellen Marktschätzung zufolge bei zwischen 7 und 12 US-Dollar pro Adresse. Adressen werden nur blockweise gehandelt und können so schnell zu einer teuren Angelegenheit werden, vor allem für kleinere Provider und insbesondere auch für Provider in finanzschwachen Regionen der Welt. Der Zugang zur rein virtuellen Ressource IP-Adresse entwickelt sich zunehmend zu einer realen Eintrittsbarriere für Provider.

Doch in Anbetracht dieser alarmierenden Situation ist erstaunlich wenig darüber bekannt, wie viel des theoretisch verfügbaren IPv4-Adressraumes tatsächlich verwendet wird. Und die Untersuchung dieser Frage zeigt ein überraschendes Ergebnis.