Mikä on IPv6?

IPv6 tai Internet Protocol versio 6 on jatkoa IPv4:lle, verkkoprotokollalle, jota suurin osa nykyisestä Internetistä käyttää. Alun perin vuonna 1998 ehdotettu IPv6 on ollut kehittäjien käytössä 2000-luvun alusta lähtien. Mutta vasta vuonna 2017 IETF ( Internet Engineering Task Force ) ratifioi sen varsinaiseksi Internet-standardiksi.

Loogisesti IPv4:n ja IPv6:n välillä oli IPv5. Versio 5 ei kuitenkaan koskaan nähnyt mukauttamista vakiona. Se kehitettiin erityisesti auttamaan videon suoratoistoa ja tunnetaan nimellä Stream protocol tai ST. IPv4:n tapaan se kuitenkin kärsi hyvin rajallisista käytettävissä olevista osoitteista. IPv4 ja IPv5 käyttävät 32-bittistä osoitusta. Sen sijaan IPv6 päivitettiin käyttämään 128-bittisiä osoitteita. Tämä muun muassa johti siihen, että IPv5 jätettiin olennaisesti väliin protokollien toteutuksen osalta.

Miksi IPv6?

Yksi tärkeimmistä rajoituksista, josta IPv4 kärsi, oli mahdollisten osoitteiden rajallinen määrä. Tämän ongelman kokonaisvaltaiseksi ratkaisemiseksi IPv6 käyttää 128-bittistä osoitejärjestelmää verrattuna IPv4:n 32-bittiseen osoitusmalliin. IPv6-protokollan osoitteiden rajoitus on 2128. Tai 3,4×1038, jos haluat mieluummin SI-merkinnän, verrattuna 232:een IPv4:ssä. Vaikka IPv4:llä on "vain" 4,3 miljardia mahdollista osoitetta, tarkemmin sanottuna 4 294 967 296, IPv6 tarjoaa 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 mahdollista osoitetta. Se on 340 biljoonaa biljoonaa biljoonaa. Tämä kaikki paitsi poistaa rajoitettujen osoitteiden ongelman.

Tämän lisäksi IPv6 tarjoaa myös lisäparannuksia – se mahdollistaa monilähetyksen perusmäärityksenä, kun taas IPv4:ssä tämä oli valinnainen ominaisuus. Multicasting mahdollistaa datapaketin lähettämisen useisiin kohteisiin kerralla useiden eri toimintojen sijaan.

Muita parannuksia ovat laajempien datapakettien käsittely ja yksinkertaistetut käsittely- ja konfigurointivaihtoehdot. Monet IPv6:n mukana tulevat perustoiminnot piti ottaa lisäksi käyttöön minä tahansa ajanjaksona. Mikä johti monimutkaisiin ratkaisuihin suhteellisen helposti korjattaviin ongelmiin. IPv6 ei kuitenkaan ole niin yksinkertainen kuin "parempi" versio. Se tuo mukanaan myös uusia ongelmia, joita IPv4:ltä puuttui.

Haasteet ja toteutus

Huolimatta siitä, että IPv4-protokolla on säälimätön parannus käytettävissä olevien osoitteiden ja useiden muiden asioiden suhteen, jotkin ongelmat estävät IPv6:n käyttöönottoa helposti. Suurin este on se, että nämä kaksi protokollaa eivät ole yhteentoimivia eivätkä sen vuoksi pysty kommunikoimaan suoraan toistensa kanssa. On mahdollista käyttää tietokoneita, jotka käyttävät molempia samanaikaisesti kokoonpanossa, jota kutsutaan kaksoispinoksi. Kaksipinoiset laitteet ovat nyt vakiona. IPv6:ta ei kuitenkaan saa käyttää, jos Internet-palveluntarjoaja ei tue sitä aktiivisesti.

Pitkään haasteena oli IPv6-tuen puute middleboxeissa eli ISP-reitittimissä ja Internetin runkoverkon arkkitehtuurissa. Vaikka loppukäyttäjien laitteita ja palvelimia päivitetään suhteellisen säännöllisesti ja niillä oli IPv6-tuki melko varhaisessa vaiheessa, monet keskilaatikot eivät tukeneet sitä, mikä käytännössä torpedoi kaikki yritykset käyttää sitä. Useimmat Internet-palveluntarjoajat tukevat sitä nyt aktiivisesti, ja joillakin asiakkaistaan ​​on suurin osa IPv6:sta.

Toinen huomioitava asia on mahdollisuus toistaa aiemmat suunnitteluvirheet. Vaikka IPv6 tarjoaa laajan osoiteavaruuden, sen toteutussuunnitelma on paljon samanlainen kuin IPv4:n alkuperäinen käyttö. Modernin CIDR-suunnittelun sijaan, joka optimoi rajoitetun IPv4-osoitetilan tehokkaan käytön. Sen sijaan, että aluetta käytettäisiin tehokkaasti, aliverkkoja on 264 – jokaisessa 264 mahdollista osoitetta.

Tämä suunnitteluarkkitehtuuri saattaa aluksi näyttää siltä, ​​että se on tuomittu toistamaan IPv4:n suunnittelumuutokset osoitetilan kulutuksen välttämiseksi, kunnes huomaat, että 264 on 4 miljardia kertaa enemmän verkkoja kuin mahdolliset IPv4-osoitteet. Jokaisella on 4 miljardia kertaa enemmän mahdollisia osoitteita kuin mahdollisia IPv4-osoitteita. Tämä suunnittelupäätös tehtiin osoitteen allokoinnin ja reittien yhdistämisen yksinkertaistamiseksi.

"Palomuurin" kuolema

NAT oli yksi tärkeimmistä toiminnoista, jotka auttoivat estämään IPv4-osoitteiden ehtymisen niin pitkään. NAT sallii reitittimen kääntää useita sisäisiä IP-osoitteita yhdeksi julkiseksi IP-osoitteeksi, mikä vähentää verkon tarvitsemien osoitteiden määrää. Tällä oli lisäetuna se, että se toimi lähinnä palomuurina. Koska odottamattomia saapuvia viestejä ei voitu kääntää sisäiseen isäntään, ja ne hylättiin.

IPv6:n osoitteiden suuren määrän ansiosta osoitetilaa ei enää tarvitse säästää aktiivisesti. Sellaisenaan suunnittelun tarkoituksena on palata päästä päähän -konseptiin, jossa molemmat laitteet kommunikoivat suoraan sen sijaan, että yksi tai useampi NAT-järjestelmä kääntäisi osoitteita. Tämä tarkoittaa, että jokaisella laitteella on julkinen IPv6-osoite, eikä NAT:n käyttöä ole yleisesti tarkoitettu.

Tämä katkaisee NAT:n tarjoaman palomuurin suojauksen; jotkut verkot ovat saattaneet luottaa palomuuritoimintoihin. Se tarkoittaa, että ilman varsinaista palomuuria Internetin ulkoiset laitteet, joita hakkerit voivat hallita, voivat yrittää muodostaa yhteyden suoraan sisäisen laitteen julkiseen IP-osoitteeseen.

Johtopäätös

IPv6 on Internetin pitkäaikaisen IPv4-osoitejärjestelmän seuraaja. IPv4 oli vaihdettava, koska sen rajoitettu osoitetila oli vaarassa ja se on nyt käytetty loppuun. IPv6 tarjoaa laajan osoiteavaruuden, joka varmistaa, että osoitetilan loppuminen ei ole ongelma pitkään aikaan.

IPv6:n käyttöönotto on ollut pitkä, eikä sitä ole auttanut yhteentoimivuuden puute IPv4:n kanssa ja monien vuosien ajan IPv6-tuen puute monissa verkkovälitteisissä laitteissa. Tästä huolimatta tuki on nyt lähes universaalia, vaikka IPv6:ta käyttävän liikenteen prosenttiosuus on edelleen huomattavasti IPv4-liikenteen alapuolella.