Mi az az IPv6?

Az IPv6 vagy az Internet Protocol 6-os verziója az IPv4, a jelenlegi internet legtöbb által használt hálózati protokoll folytatása. Az eredetileg 1998-ban javasolt IPv6-ot a 2000-es évek eleje óta használják a fejlesztők. De csak 2017-ben ratifikálta tényleges internetes szabványként az IETF ( Internet Engineering Task Force ).

Logikusan az IPv4 és az IPv6 között volt egy IPv5. Az 5-ös verzió azonban soha nem tekintette szabványnak az adaptációt. Kifejezetten a videók streamelésének elősegítésére fejlesztették ki, és Stream Protocol vagy ST néven ismert. Az IPv4-hez hasonlóan azonban nagyon korlátozott elérhető címek miatt szenvedett. Az IPv4 és az IPv5 32 bites címzést használ. Míg az IPv6-ot 128 bites címek használatára frissítették. Ez többek között ahhoz vezetett, hogy az IPv5-öt lényegében kihagyták a protokollok megvalósítása terén.

Miért IPv6?

Az egyik fő korlátozás, amelytől az IPv4 szenvedett, a lehetséges címek korlátozott száma volt. A probléma átfogó megoldása érdekében az IPv6 128 bites címzési sémát használ az IPv4 32 bites címzési sémájához képest. Az IPv6 protokollban a címek korlátozása 2128. Vagy 3,4 × 1038, ha az SI jelölést részesíti előnyben, szemben az IPv4 232-vel. Míg az IPv4 „csak” 4,3 milliárd lehetséges címet tartalmaz, egészen pontosan 4 294 967 296, az IPv6 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 lehetséges címet kínál. Ez 340 billió billió billió. Ez kiküszöböli a korlátozott címek problémáját.

Ezen túlmenően az IPv6 további fejlesztéseket is kínál – alapspecifikációként lehetővé teszi a csoportos küldést, míg az IPv4-ben ez opcionális szolgáltatás volt. A multicasting lehetővé teszi egy adatcsomag továbbítását több célállomásra egy menetben, ahelyett, hogy különféle műveleteket végezne.

További fejlesztések közé tartozik a kiterjedtebb adatcsomagok kezelése, valamint az egyszerűsített feldolgozási és konfigurációs lehetőségek. Az IPv6-tal együtt járó alapfunkciók nagy részét külön kellett végrehajtani, akármelyik alkalommal. Ez bonyolult megoldásokhoz vezetett a viszonylag egyszerűen megoldható problémákra. Ennek ellenére az IPv6 nem olyan egyszerű, mint egy „jobb” verzió. Egyúttal olyan új problémákat is magával hoz, amelyek az IPv4-től hiányoztak.

Kihívások és megvalósítás

Annak ellenére, hogy az IPv4 protokoll könyörtelen fejlesztése a rendelkezésre álló címek és számos egyéb dolog tekintetében, néhány probléma megakadályozza az IPv6 egyszerű megvalósítását. A fő akadály az, hogy a két protokoll nem interoperábilis, és ezért nem tudnak közvetlenül kommunikálni egymással. Lehetőség van a kettőt használó számítógépek egyidejű futtatására egy dual-stack konfigurációban. A kettős veremű eszközök ma már a szabványok. Bár az IPv6 nem használható, ha az internetszolgáltató nem támogatja aktívan.

Hosszú ideig kihívást jelentett az IPv6 támogatásának hiánya a middleboxokban, azaz az internetszolgáltatók útválasztóiban és az internetes gerinchálózati architektúrában. Míg a végfelhasználói eszközöket és szervereket viszonylag rendszeresen frissítik, és meglehetősen korán megkapták az IPv6-támogatást, sok középső doboz nem támogatta ezt, lényegében megtorpedózott minden felhasználási kísérletet. A legtöbb internetszolgáltató jelenleg aktívan támogatja ezt, és néhányuk ügyfelei többsége IPv6-ot használ.

Egy másik dolog, amit figyelembe kell venni, a múltbeli tervezési hibák megismétlésének lehetősége. Míg az IPv6 hatalmas címteret kínál, megvalósítási terve sokkal jobban hasonlít az IPv4 eredeti használatához. A modern CIDR-kialakítás helyett, amely optimalizálja a korlátozott IPv4-címterület hatékony felhasználását. A terület hatékony használata helyett 264 alhálózat lesz – mindegyik 264 lehetséges címmel.

Ez a tervezési architektúra elsőre úgy tűnhet, hogy arra van ítélve, hogy megismételje az IPv4 tervezési változtatásait, hogy elkerülje a címterület-felhasználást, amíg rá nem jön, hogy a 264 4 milliárdszor több hálózat, mint a lehetséges IPv4-címek. Mindegyikben 4 milliárdszor több lehetséges cím található, mint amennyi lehetséges IPv4-cím. Ez a tervezési döntés a címkiosztás és az útvonal-összesítés egyszerűsítése érdekében született.

A „tűzfal” halála

A NAT volt az egyik kulcsfontosságú funkció, amely segített megakadályozni az IPv4-címek kimerülését oly sokáig. A NAT lehetővé teszi az útválasztó számára, hogy sok belső IP-címet egyetlen nyilvános IP-címmé fordítson le, csökkentve ezzel a hálózathoz szükséges címek számát. Ennek további előnye volt, hogy lényegében tűzfalként működött. Mivel a váratlan bejövő kommunikációt nem tudták lefordítani belső gazdagépre, ezért megszakadt.

Az IPv6-ban található címek hatalmas bősége miatt többé nincs szükség a címterület aktív megtakarítására. Mint ilyen, a tervezési szándék az, hogy visszatérjünk a végpontok közötti koncepcióhoz, ahol mindkét eszköz közvetlenül kommunikál, ahelyett, hogy egy vagy több NAT-rendszer fordítaná le a címeket. Ez azt jelenti, hogy minden eszköznek megvan a nyilvános IPv6-címe, és a NAT használata nem általános cél.

Ezzel megszűnik a NAT által biztosított tűzfalhatás védelme; egyes hálózatok a tűzfal funkcióira támaszkodhattak. Ez azt jelenti, hogy tényleges tűzfal nélkül az interneten lévő külső eszközök, amelyeket potenciálisan hackerek irányítanak, megpróbálhatnak közvetlenül csatlakozni egy belső eszköz nyilvános IP-címéhez.

Következtetés

Az IPv6 az internet régóta fennálló IPv4 címzési rendszerének utódja. Az IPv4 cserére szorult, mert a korlátozott címterülete veszélyben volt, és mára kimerült. Az IPv6 hatalmas címteret kínál, amely biztosítja, hogy a címterület kimerülése sokáig ne legyen probléma.

Az IPv6 bevezetése hosszú ideig tart, és nem segített az IPv4-gyel való együttműködés hiánya és sok éven át az IPv6 támogatásának hiánya számos közvetítő hálózati eszközön. Ennek ellenére a támogatás ma már szinte egyetemes, bár az IPv6-ot használó forgalom százalékos aránya még mindig jelentősen elmarad az IPv4-forgalomtól.