Що таке IPv6?

IPv6, або Інтернет-протокол версії 6, є продовженням IPv4, мережевого протоколу, який використовується більшістю поточного Інтернету. Вперше запропонований у 1998 році, IPv6 використовується розробниками з початку 2000-х років. Але лише в 2017 році він був ратифікований IETF ( Internet Engineering Task Force ) як справжній стандарт Інтернету.

Логічно, що між IPv4 і IPv6 був IPv5. Однак версія 5 ніколи не розглядала адаптацію як стандарт. Він був розроблений спеціально для потокової передачі відео та відомий як протокол Stream або ST. Однак, як і IPv4, він страждав від дуже обмежених доступних адрес. IPv4 і IPv5 використовують 32-розрядну адресацію. Тоді як IPv6 було оновлено для використання 128-бітних адрес. Це, серед інших проблем, призвело до того, що протоколи IPv5 по суті були пропущені щодо впровадження протоколів.

Чому IPv6?

Одним із головних обмежень IPv4 була обмежена кількість можливих адрес. Щоб комплексно вирішити цю проблему, IPv6 використовує 128-розрядну схему адресації порівняно з 32-розрядною схемою адресації IPv4. Обмеження адрес у протоколі IPv6 становить 2128. Або 3,4×1038, якщо ви віддаєте перевагу нотації SI, порівняно з 232 у IPv4. У той час як IPv4 має «лише» 4,3 мільярда можливих адрес, а точніше 4 294 967 296, IPv6 пропонує 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 можливих адрес. Це 340 трильйонів трильйонів трильйонів. Це майже усуває проблему обмежених адрес.

Окрім цього, IPv6 також пропонує додаткові вдосконалення – він дозволяє багатоадресну розсилку як базову специфікацію, тоді як у IPv4 це була додаткова функція. Групова розсилка дозволяє передавати пакет даних до кількох пунктів призначення за один раз, а не виконувати різні операції.

Інші вдосконалення включають обробку більших пакетів даних і спрощену обробку та налаштування параметрів. Багато базових функцій, з якими постачає IPv6, повинні були бути додатково реалізовані на будь-який час. Це призвело до деяких складних рішень відносно простих у вирішенні проблем. Однак IPv6 не такий простий, як «краща» версія. Це також приносить із собою новий набір проблем, яких бракувало IPv4.

Виклики та реалізація

Незважаючи на невпинне вдосконалення протоколу IPv4 щодо доступних адрес та кількох інших речей, деякі проблеми перешкоджають легкому впровадженню IPv6. Основна перешкода полягає в тому, що два протоколи не сумісні і, отже, не можуть спілкуватися один з одним напряму. Можна запускати комп’ютери, використовуючи обидва одночасно в конфігурації, яка називається подвійним стеком. Пристрої з подвійним стеком тепер є стандартом. Хоча IPv6 не може використовуватися, якщо він не підтримується провайдером.

Довгий час проблемою була відсутність підтримки IPv6 у проміжних блоках, тобто маршрутизаторах провайдерів Інтернету та магістральній архітектурі Інтернету. У той час як пристрої та сервери кінцевих користувачів відносно регулярно оновлюються і мали підтримку IPv6 досить рано, багато проміжних пристроїв не підтримували його, фактично зриваючи будь-які спроби його використання. Більшість інтернет-провайдерів зараз активно підтримують його, а деякі мають більшість своїх клієнтів на IPv6.

Інша річ, яку слід враховувати, це можливість повторення минулих помилок проектування. Незважаючи на те, що IPv6 пропонує широкий адресний простір, його план реалізації набагато більше схожий на початкове використання IPv4. Замість сучасного дизайну CIDR, який оптимізує ефективне використання обмеженого адресного простору IPv4. Замість ефективного використання області буде 264 підмережі — кожна з 264 можливими адресами.

Ця архітектура дизайну може спочатку виглядати так, ніби вона приречена повторювати зміни дизайну IPv4, щоб уникнути споживання адресного простору, доки ви не зрозумієте, що 264 — це в 4 мільярди разів більше мереж, ніж можливих адрес IPv4. Кожна з них має в 4 мільярди разів більше можливих адрес, ніж можливих адрес IPv4. Це проектне рішення було прийнято для спрощення розподілу адрес і агрегації маршрутів.

Смерть «брандмауера»

NAT був одним із ключових компонентів функціональності, який допоміг запобігти виснаженню IPv4-адрес на такий тривалий час. NAT дозволяє маршрутизатору перетворювати багато внутрішніх IP-адрес в одну публічну IP-адресу, зменшуючи кількість адрес, необхідних для мережі. Це мало додаткову перевагу, по суті, діючи як брандмауер. Оскільки неочікувані вхідні повідомлення не могли бути переведені на внутрішній хост і були видалені.

З великою кількістю адре�� у IPv6 більше немає потреби активно економити адресний простір. Таким чином, намір проекту полягає в тому, щоб повернутися до наскрізної концепції, де обидва пристрої безпосередньо спілкуються, а не мати одну або більше систем NAT, які перекладають адреси. Це означає, що кожен пристрій має свою загальнодоступну адресу IPv6, і використання NAT зазвичай не передбачається.

Це вимикає захист ефекту брандмауера, який забезпечує NAT; деякі мережі, можливо, покладалися на функції брандмауера. Це означає, що без фактичного впровадження брандмауера зовнішні пристрої в Інтернеті, потенційно контрольовані хакерами, можуть намагатися підключитися безпосередньо до загальнодоступної IP-адреси внутрішнього пристрою.

Висновок

IPv6 є наступником давньої схеми адресації IPv4 в Інтернеті. IPv4 потребував заміни, оскільки його обмежений адресний простір був під загрозою та тепер вичерпано. IPv6 пропонує великий адресний простір, який гарантує, що вичерпання адресного простору не буде проблемою протягом тривалого часу.

Розгортання IPv6 тривало довго, чому не сприяла відсутність взаємодії з IPv4 і, протягом багатьох років, відсутність підтримки IPv6 на багатьох проміжних мережевих пристроях. Незважаючи на це, підтримка тепер майже повсюдна, хоча відсоток трафіку, який використовує IPv6, все ще значно нижчий, ніж трафік IPv4.