Vad är IPv6?

IPv6, eller Internet Protocol version 6, är uppföljningen till IPv4, nätverksprotokollet som de flesta av det nuvarande Internet använder. IPv6, som ursprungligen föreslogs 1998, har använts av utvecklare sedan början av 2000-talet. Men det var inte förrän 2017 som det ratificerades som en verklig internetstandard av IETF ( Internet Engineering Task Force) .

Logiskt sett fanns det en IPv5 mellan IPv4 och IPv6. Dock såg version 5 aldrig anpassning som en standard. Det utvecklades specifikt för att hjälpa till att streama video och är känt som Stream protocol eller ST. Men liksom IPv4 led den av mycket begränsade tillgängliga adresser. IPv4 och IPv5 använder 32-bitars adressering. Medan IPv6 uppgraderades till att använda 128-bitars adresser istället. Detta, bland andra frågor, ledde till att IPv5 i stort sett hoppades över vad gäller implementering av protokoll.

Varför IPv6?

En av de främsta begränsningarna som IPv4 led av var det begränsade antalet möjliga adresser. För att lösa det här problemet på ett heltäckande sätt använder IPv6 ett 128-bitars adresseringsschema jämfört med 32-bitars adresseringsschema för IPv4. Begränsningen för adresser i IPv6-protokollet är 2128. Eller 3,4×1038 om du föredrar SI-notation, jämfört med 232 i IPv4. Medan IPv4 "bara" har 4,3 miljarder möjliga adresser, 4,294,967,296 för att vara exakt, erbjuder IPv6 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 möjliga adresser. Det är 340 biljoner biljoner biljoner. Detta eliminerar nästan problemet med begränsade adresser.

Utöver det erbjuder IPv6 också ytterligare förbättringar – det tillåter multicasting som basspecifikation, medan det i IPv4 var en valfri funktion. Multicasting möjliggör överföring av ett datapaket till flera destinationer på en gång, snarare än att utföra olika operationer.

Andra förbättringar inkluderar hantering av mer omfattande datapaket och förenklade bearbetnings- och konfigurationsalternativ. Många av basfunktionerna som IPv6 levereras med måste dessutom implementeras för vilken tid som helst. Vilket ledde till några komplicerade lösningar för relativt enkla att åtgärda problem. Som sagt, IPv6 är inte så enkelt som att vara en "bättre" version. Det för också med sig en ny uppsättning problem som IPv4 saknade.

Utmaningar och genomförande

Trots att det är en obeveklig förbättring av IPv4-protokollet vad gäller tillgängliga adresser och flera andra saker, hindrar vissa problem att IPv6 enkelt implementeras. En stor vägspärr är att de två protokollen inte är interoperabla och därför inte kan kommunicera direkt med varandra. Det är möjligt att köra datorer med båda samtidigt i en konfiguration som kallas en dual-stack. Dual stack-enheter är nu standarden. Även om IPv6 inte kan användas om det inte aktivt stöds av Internetleverantören.

En utmaning under lång tid var bristen på stöd för IPv6 i middleboxar, det vill säga ISP-routrar och internetbackbone-arkitektur. Medan slutanvändarenheter och servrar uppgraderas relativt regelbundet och hade IPv6-stöd ganska tidigt, stödde många mellanlådor det inte, vilket i huvudsak torpederade alla försök att använda det. De flesta internetleverantörer stöder det nu aktivt, och vissa har majoriteten av sina kunder på IPv6.

En annan sak att tänka på är potentialen för att upprepa tidigare designmisstag. Även om IPv6 erbjuder ett stort adressutrymme, är dess implementeringsplan mycket mer lik den ursprungliga användningen av IPv4. Snarare än den moderna CIDR-designen som optimerar den effektiva användningen av det begränsade IPv4-adressutrymmet. Istället för att använda området effektivt kommer det att finnas 264 subnät – var och en med 264 möjliga adresser.

Denna designarkitektur kan till en början se ut som att den är dömd att upprepa designändringarna av IPv4 för att undvika förbrukning av adressutrymme tills du inser att 264 är 4 miljarder gånger fler nätverk än möjliga IPv4-adresser. Var och en med 4 miljarder gånger fler möjliga adresser än det finns möjliga IPv4-adresser. Detta designbeslut togs för att förenkla adressallokering och ruttaggregation.

En "brandväggs" död

NAT var en av de viktigaste funktionerna som hjälpte till att förhindra utmattning av IPv4-adresser så länge. NAT tillåter en router att översätta många interna IP-adresser till en offentlig IP-adress, vilket minskar antalet adresser som behövs av ett nätverk. Detta hade den extra fördelen att i huvudsak fungerade som en brandvägg. Eftersom oväntade inkommande kommunikationer inte kunde översättas till en intern värd och släpptes.

Med det stora överflöd av adresser i IPv6 finns det inte längre något behov av att spara adressutrymme aktivt. Som sådan är designavsikten att återgå till end-to-end-konceptet där båda enheterna kommunicerar direkt istället för att ha ett eller flera NAT-system som översätter adresser. Detta innebär att varje enhet har sin offentliga IPv6-adress, och användningen av NAT är generellt sett inte avsedd.

Detta tar bort skyddet av brandväggseffekten som NAT tillhandahållit; vissa nätverk kan ha förlitat sig på brandväggsfunktioner. Det betyder att utan en verklig brandvägg implementerad kan externa enheter på Internet, potentiellt kontrollerade av hackare, försöka ansluta direkt till den offentliga IP-adressen för en intern enhet.

Slutsats

IPv6 är efterföljaren till det mångåriga IPv4-adresseringsschemat för Internet. IPv4 behövde bytas ut eftersom dess begränsade adressutrymme var i riskzonen och har nu tagit slut. IPv6 erbjuder ett stort adressutrymme som säkerställer att adressutrymmesutmattning inte kommer att vara ett problem under lång tid.

Utbyggnaden av IPv6 har varit lång, inte hjälpt av bristen på interoperabilitet med IPv4 och, under många år, bristen på IPv6-stöd på många mellanliggande nätverksenheter. Trots detta är stödet nu nästan universellt, även om andelen trafik som använder IPv6 fortfarande är betydligt lägre än IPv4-trafik.