Какво е IPv6?

IPv6, или интернет протокол версия 6, е продължение на IPv4, мрежовият протокол, който повечето от настоящия интернет използват. Първоначално предложен през 1998 г., IPv6 се използва от разработчиците от началото на 2000-те години. Но едва през 2017 г. той беше ратифициран като действителен интернет стандарт от IETF ( Internet Engineering Task Force ).

Логично имаше IPv5 между IPv4 и IPv6. Версия 5 обаче никога не е виждала адаптацията като стандарт. Той е разработен специално, за да помогне за поточно видео и е известен като Stream protocol или ST. Въпреки това, подобно на IPv4, той страда от много ограничени налични адреси. IPv4 и IPv5 използват 32-битово адресиране. Докато IPv6 беше надстроен, за да използва вместо това 128-битови адреси. Това, наред с други проблеми, доведе до това, че IPv5 беше по същество пропуснат, що се отнася до прилагането на протоколите.

Защо IPv6?

Едно от основните ограничения, от които страда IPv4, беше ограниченият брой възможни адреси. За цялостно разрешаване на този проблем IPv6 използва 128-битова схема за адресиране в сравнение с 32-битовата схема за адресиране на IPv4. Ограничението на адресите в протокола IPv6 е 2128. Или 3,4×1038, ако предпочитате SI нотация, в сравнение с 232 в IPv4. Докато IPv4 има „само“ 4,3 милиарда възможни адреса, 4 294 967 296, за да бъдем точни, IPv6 предлага 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 възможни адреса. Това са 340 трилиона трилиона трилиона. Това почти елиминира проблема с ограничените адреси.

Освен това IPv6 предлага и допълнителни подобрения – позволява мултикастиране като основна спецификация, докато в IPv4 това беше опция по избор. Мултикастингът позволява предаването на пакет данни до множество дестинации наведнъж, вместо да има различни операции.

Други подобрения включват обработка на по-обширни пакети данни и опростена обработка и опции за конфигуриране. Много от базовите функции, с които идва IPv6, трябваше да бъдат допълнително внедрени за всеки път. Което доведе до някои сложни решения за сравнително лесни за отстраняване проблеми. Въпреки това, IPv6 не е толкова просто, колкото да бъде „по-добра“ версия. Освен това носи със себе си нов набор от проблеми, които IPv4 липсваше.

Предизвикателства и изпълнение

Въпреки че е безмилостно подобрение на протокола IPv4 по отношение на наличните адреси и няколко други неща, някои проблеми пречат на IPv6 да бъде внедрен лесно. Голяма пречка е, че двата протокола не са оперативно съвместими и следователно не могат да комуникират директно един с друг. Възможно е да стартирате компютри, използвайки и двете едновременно в конфигурация, наречена двоен стек. Устройствата с двоен стек вече са стандарт. Въпреки че IPv6 може да не се използва, ако не се поддържа активно от ISP.

Предизвикателство за дълго време беше липсата на поддръжка за IPv6 в междинните устройства, т.е. ISP рутерите и архитектурата на интернет гръбнака. Въпреки че устройствата и сървърите на крайните потребители се обновяват сравнително редовно и имаха поддръжка за IPv6 доста рано, много средни устройства не го поддържаха, което по същество осуетява всеки опит за използването му. Повечето интернет доставчици вече го поддържат активно, като някои имат по-голямата част от клиентите си на IPv6.

Друго нещо, което трябва да имате предвид, е възможността за повтаряне на минали грешки в дизайна. Въпреки че IPv6 предлага огромно адресно пространство, неговият план за внедряване е много по-сходен с първоначалното използване на IPv4. Вместо модерния CIDR дизайн, който оптимизира ефективното използване на ограниченото IPv4 адресно пространство. Вместо ефективно използване на зоната, ще има 264 подмрежи - всяка с 264 възможни адреса.

Тази архитектура на дизайн може първоначално да изглежда така, сякаш е обречена да повтаря промените в дизайна на IPv4, за да избегне потреблението на адресно пространство, докато не разберете, че 264 е 4 милиарда пъти повече мрежи от възможните IPv4 адреси. Всеки с 4 милиарда пъти повече възможни адреси, отколкото има възможни IPv4 адреси. Това дизайнерско решение беше взето, за да се опрости разпределянето на адреси и агрегирането на маршрути.

Смъртта на „защитна стена“

NAT беше една от ключовите части от функционалността, която помогна да се предотврати изчерпването на IPv4 адреси за толкова дълго време. NAT позволява на рутер да преобразува много вътрешни IP адреси в един публичен IP адрес, намалявайки броя на адресите, необходими на мрежата. Това имаше допълнителното предимство, че по същество действаше като защитна стена. Тъй като неочакваните входящи комуникации не можаха да бъдат преведени към вътрешен хост и бяха премахнати.

С огромното изобилие от адреси в IPv6 вече няма нужда да се запазва активно адресното пространство. Като такова, намерението на дизайна е да се върне към концепцията от край до край, при която двете устройства комуникират директно, вместо да има една или повече NAT системи, превеждащи адреси. Това означава, че всяко устройство има свой публичен IPv6 адрес и използването на NAT не е общоприето.

Това прекъсва защитата на защитната стена, предоставена от NAT; някои мрежи може да са разчитали на защитната стена. Това означава, че без действително внедрена защитна стена, външни устройства в Интернет, потенциално контролирани от хакери, могат да се опитат да се свържат директно с публичния IP адрес на вътрешно устройство.

Заключение

IPv6 е наследник на дългогодишната IPv4 адресна схема на Интернет. IPv4 се нуждаеше от подмяна, тъй като ограниченото адресно пространство беше изложено на риск и вече е изчерпано. IPv6 предлага огромно адресно пространство, което гарантира, че изчерпването на адресното пространство няма да бъде проблем за дълго време.

Внедряването на IPv6 е дълго, което не е подпомогнато от липсата на оперативна съвместимост с IPv4 и от много години липсата на поддръжка на IPv6 на много междинни мрежови устройства. Въпреки това поддръжката вече е почти универсална, въпреки че процентът на трафика, който използва IPv6, все още е значително под този на IPv4.