Eine effiziente IPv6 Implementierung für Steuergeräte (PDF)

Inhaltsangabe:Einleitung:
Die Firma Elektrobit Automotive GmbH bietet einen für das OSEK-Betriebssystem optimierten TCP/IP-Stack für den gängigen IPv4-Standard an. Diese ressourcenschonende und schlanke Implementierung zeichnet sich durch besonders hohe Performance auf kleinen Prozessoren gegenüber alternativen, freien und kommerziellen TCP/IP-Produkten ab. Insbesondere die Umsetzung eines dynamischen Protokolls wie TCP/IP in der sehr statischen Umgebung eines Automotive-Steuergerätes erfordert besondere Aufmerksamkeit, bietet damit aber auch ein interessantes und herausforderndes Thema für eine wissenschaftliche Arbeit.
IPv4 ist das gegenwärtig am meisten genutzte Internet-Protokoll. Problematisch ist allerdings der auf 32 Bit begrenzte Adressraum, welcher eine maximale Anzahl von 4,295 Milliarden Geräten adressieren kann. Mit dem Wirtschaftsboom in Asien und dem Bedarf an IP-Adressen für mobile Endgeräte, für Haushaltsgeräte (Kühlschrank), Sensor-Netzwerke für Brücken, Häuser usw. oder RFID-Chips und in Zukunft auch für Fernsehgeräte und Kfz-Fahrzeuge, steigt der Bedarf an IP-Adressen rapide an. Die Zahl der Internetnutzer weltweit hat im Jahr 2005 die Milliarden-Marke überschritten berichten die Marktforscher von [ETFO06]. Sie rechnen mit einem Anstieg der Nutzerzahlen auf zwei Milliarden für das Jahr 2011.
Bereits 1993 begann man daher mit der Entwicklung von TCP/IP-Version 6. IPv6 bietet einen Adressbereich von 128 Bit. Damit kann man wesentlich mehr Rechner im Internet mit IP-Adressen versehen: ca. 340 Sextillionen (2 hoch 128)! Es können also rein rechnerisch für jeden Quadratmillimeter Oberfläche der Erde ungefähr 667 Billiarden IPv6-Adressen zur Verfügung gestellt werden. In Asien werden die IPv4-Adressen schon knapp und auch allgemein wird der Adressraum des IPv4-Protokolls nicht ausreichen, denn neben einer exponentiell ansteigenden Zahl von neuen benötigten IP-Adressen ist ein großer Teil des IP-Adressraums nicht nutzbar, da er für Sonderaufgaben (Multicast) zugeteilt ist oder zu großen Subnetzen gehört. Die Normen werden von der IETF gesetzt.
Da die Umstellung von IPv4 auf IPv6 kontinuierlich verlaufen soll, sind bereits viele Geräte mit einer Dual-Stack-Implementierung ausgestattet, d.h. sie verfügen über beide Protokollvarianten. Das heißt zudem, dass im Kernbereich des Netzes beide Protokolle parallel gefahren werden können. Für jedes Teilnetz, zum Beispiel einzelne Unternehmen oder Abteilungen, kann nun separat entschieden [...]