Co je IPv6?

IPv6 nebo Internet Protocol verze 6 je pokračováním IPv4, síťového protokolu, který používá většina současného internetu. IPv6, který byl původně navržen v roce 1998, používají vývojáři od počátku 21. století. Ale teprve v roce 2017 byl ratifikován jako skutečný internetový standard organizací IETF ( Internet Engineering Task Force ).

Logicky mezi IPv4 a IPv6 existovala IPv5. Verze 5 však nikdy neviděla adaptaci jako standard. Byl vyvinut speciálně pro podporu streamování videa a je známý jako Stream protocol nebo ST. Stejně jako IPv4 však trpěl velmi omezenými dostupnými adresami. IPv4 a IPv5 používají 32bitové adresování. Zatímco IPv6 byl upgradován, aby místo toho používal 128bitové adresy. To mimo jiné vedlo k tomu, že IPv5 byl v podstatě přeskočen, pokud jde o implementaci protokolů.

Proč IPv6?

Jedním z hlavních omezení, kterým IPv4 trpěl, byl omezený počet možných adres. Pro komplexní vyřešení tohoto problému používá protokol IPv6 128bitové schéma adresování ve srovnání s 32bitovým schématem adresování IPv4. Omezení adres v protokolu IPv6 je 2128. Nebo 3,4×1038, pokud dáváte přednost zápisu SI, oproti 232 v IPv4. Zatímco IPv4 má „jen“ 4,3 miliardy možných adres, přesněji 4 294 967 296, IPv6 nabízí 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 možných adres. To je 340 bilionů bilionů bilionů. To vše ale eliminuje problém omezených adres.

Kromě toho nabízí IPv6 také další vylepšení – umožňuje multicasting jako základní specifikaci, zatímco u IPv4 to byla volitelná funkce. Multicasting umožňuje přenos datového paketu do více cílů najednou, spíše než různé operace.

Mezi další vylepšení patří zpracování rozsáhlejších datových paketů a zjednodušené možnosti zpracování a konfigurace. Spousta základních funkcí, se kterými IPv6 přichází, musela být dodatečně implementována na jakoukoli dobu. Což vedlo k některým komplikovaným řešením relativně snadno opravitelných problémů. To znamená, že IPv6 není tak jednoduché, jako být „lepší“ verzí. Přináší s sebou také novou sadu problémů, které IPv4 postrádal.

Výzvy a implementace

Navzdory neustálému vylepšování protokolu IPv4, pokud jde o dostupné adresy a několik dalších věcí, některé problémy brání tomu, aby byl protokol IPv6 snadno implementován. Hlavní překážkou je, že tyto dva protokoly nejsou interoperabilní, a proto spolu nemohou přímo komunikovat. Je možné provozovat počítače využívající oba současně v konfiguraci označované jako dual-stack. Dvouvrstvá zařízení jsou nyní standardem. I když IPv6 nelze použít, pokud není aktivně podporováno ISP.

Dlouhou dobu byla problémem chybějící podpora IPv6 v middleboxech, tedy ISP routerech a architektuře internetové páteře. Zatímco zařízení a servery koncových uživatelů jsou relativně pravidelně upgradovány a měly podporu IPv6 poměrně brzy, mnoho middleboxů ji nepodporovalo, což v podstatě torpédovalo jakýkoli pokus o její použití. Většina ISP jej nyní aktivně podporuje, přičemž někteří mají většinu svých zákazníků na IPv6.

Další věcí, kterou je třeba zvážit, je možnost opakování minulých konstrukčních chyb. I když IPv6 nabízí obrovský adresní prostor, jeho implementační plán je mnohem více podobný původnímu použití IPv4. Spíše než moderní design CIDR, který optimalizuje efektivní využití omezeného prostoru adres IPv4. Místo efektivního využívání oblasti bude existovat 264 podsítí – každá s 264 možnými adresami.

Tato architektura návrhu může na první pohled vypadat, že je odsouzena k opakování změn návrhu protokolu IPv4, aby se zabránilo spotřebě adresního prostoru, dokud si neuvědomíte, že 264 je 4 miliardkrát více sítí než možných adres IPv4. Každá má 4 miliardkrát více možných adres, než kolik je možných adres IPv4. Toto konstrukční rozhodnutí bylo přijato za účelem zjednodušení přidělování adres a agregace směrování.

Smrt "firewallu"

NAT byl jednou z klíčových funkcí, která pomohla odvrátit vyčerpání IPv4 adres na tak dlouhou dobu. NAT umožňuje routeru překládat mnoho interních IP adres na jednu veřejnou IP adresu, čímž se snižuje počet adres potřebných sítí. To mělo další výhodu v tom, že v podstatě fungovalo jako firewall. Protože neočekávaná příchozí komunikace nemohla být přeložena do interního hostitele a byla zrušena.

S obrovským množstvím adres v IPv6 již není potřeba aktivně šetřit adresní prostor. Jako takový je záměrem návrhu vrátit se ke konceptu end-to-end, kde obě zařízení komunikují přímo, místo aby jeden nebo více systémů NAT překládalo adresy. To znamená, že každé zařízení má svou veřejnou IPv6 adresu a použití NAT není obecně zamýšleno.

Tím se vyloučí ochrana efektu brány firewall, který NAT poskytoval; některé sítě mohly spoléhat na funkčnost brány firewall. Znamená to, že bez implementovaného skutečného firewallu se mohou externí zařízení na internetu, potenciálně kontrolovaná hackery, pokusit připojit přímo k veřejné IP adrese interního zařízení.

Závěr

IPv6 je nástupcem dlouhodobého schématu IPv4 adres internetu. IPv4 potřeboval náhradu, protože jeho omezený adresní prostor byl ohrožen a nyní je vyčerpán. IPv6 nabízí obrovský adresní prostor, který zajišťuje, že vyčerpání adresního prostoru nebude problémem po dlouhou dobu.

Zavádění IPv6 bylo dlouhé, nepomohla mu nedostatečná interoperabilita s IPv4 a po mnoho let i nedostatečná podpora IPv6 na mnoha zprostředkujících síťových zařízeních. Navzdory tomu je nyní podpora téměř univerzální, ačkoli procento provozu využívajícího IPv6 je stále výrazně nižší než provoz IPv4.