fbpx
Обзоры технологий

Возможности сетевого протокола IPv6


Более трёх десятилетий для потоков зашифрованного трафика как в глобальной сети, так и в ЛВС, а также для создания и поддержки уникальной адресации работающих в этих сетях устройств применяется стандарт сетевого взаимодействия TCP/IPv4.

Тонкое место этой технологии выявили ещё в последнем десятилетии XX века — число потенциальных адресов не превышает 4,3х109 . Поэтому в качестве альтернативы создана шестая версия — стандарт IPv6.

При этом существуют некоторые препятствия для повсеместного внедрения технологии нового поколения. Хотя уже существуют страны, где на протокол IPv6 перешли более 50% пользователей.

Для чего нужен сетевой протокол TCP/IPv6?

Для чего нужен протокол IPv6?

Как отмечено ранее, главной проблемой протокола старой редакции стала недостаточная вариативность уникальных идентификационных записей. Они создаются в виде 0.0.0.0 – 255.255.255.255, при этом концепция задействует 32-битную систему.

В ЛВС используется вспомогательный признак — «маска подсети». Он отображается за символом «/». Как следствие, даже масштабные локальные сети, являющиеся частью Ethernet, нередко имеют единственный закрепленный на уровне маршрутизатора публичный IP-адрес, присваиваемый провайдером. Любая передача данных между самостоятельными устройствами локальной подсети с выходом во внешнюю интернет-среду должна сопровождаться серьёзным администрированием. Решить проблему получения постоянных IP-адресов можно только с привлечением дополнительного финансирования.

В соответствии с новым стандартом адрес состоит из восьми частей. Это 16-битные блоки, которые отделяются друг от друга двоеточием. Количество потенциальных IP-адресов достигает 3,4х1038. Массовый переход на сетевой протокол IPv6 решит проблему масштабируемости адресов в полном объёме уже в ближайшем будущем.

Стандартом IPv6 предусмотрен упрощённый вариант записи IP-адреса. Он сжимается — вместо расположенных рядом блоков, содержащих только нули, дважды прописывается знак «:». В качестве примера: запись «2F01:0DB0:0000:322A:0000:0000:0000:0022» идентична написанию «2F01:DB0:0:322A:0:0:0:22» в сокращённом виде. Такой подход позволяет оптимизировать операции по фиксации, анализу и хранению кода.

Для информации! В соответствии с прописанными в IPv6 принципами, адреса в сети присваиваются автоматически. Каждое устройство идентифицируется на уровне MAC-адреса. Таким образом происходит его уникализация.

Иначе говоря, любому домашнему ПК, мобильному устройству, мультиварке или «умной» электророзетке, в которой реализован интерфейс взаимодействия с внешними хостами, предоставляется уникальный «белый» IP-адрес для соединения через глобальную сеть с другими устройствами. Также к преимуществам протокола IPv6 относится возможность произвольного создания кодов посредством управления с помощью маршрутизаторов.

Вопрос со скоростью передачи данных по обоим стандартам остаётся открытым. Принято считать, что для единичного устройства сети технология шестой версии гарантирует большую оперативность обработки пакетов. Используемый в старом протоколе NAT сильнее загружает оборудование. Этот механизм отвечает за хранение сведений о фактически существующих коннектах и передачу адресов абонентов. Ощутимое падение скорости передачи информации отмечается всеми абонентами в периоды наибольшей загрузки ресурсов.

В новом стандарте IPv6 нет требований непременной обработки пакетов. То же самое относится и к проверке уже установленных коннектов при маршрутизации доступа к оборудованию. Данный фактор существенно уменьшает нагрузку на ресурсы хостов. Интернет-соединения пользователей проявляют себя стабильнее в отношении скорости. Поставщики услуг в этом случае могут сэкономить, ведь для работы требуется менее ресурсоемкое оборудование, которое обходится дешевле.

Ключевые отличия между протоколом IPv6 и IPv4

Два протокола различаются прежде всего по принципу построения IP-адресов. Стандарт четвёртой версии — это четыре разделенных точкой однобайтовых десятичных числа. В шестой версии используются шестнадцатеричные числа, в качестве разделителя которых применяется двоеточие. Дополнительно:

  1. Адресация в IPv4 происходит исключительно с применением чисел, в то же время в IPv6 применяются буквенно-числовые методы;
  2. Длина айпи-адреса в 32 бита в IPv4, против 128 бит в IPv6;
  3. Старая версия работает с полями, которые содержат 12 заголовков, а в новой их только 8;
  4. В IPv6, в отличие от более старого протокола, не поддерживаются широковещательные каналы, при этом в нём есть многоадресные группы;
  5. В стандарте IPv6 также нет контрольной суммы, а в IPv4 она используется;
  6. Новый стандарт не использует принцип маски сети с переменной длиной;
  7. В IPv4 и IPv6 для назначения MAC-адресов применяются ARP и NDP соответственно;
  8. В стандарте четвёртой версии возможна ручная настройка, а также назначение адреса DHCP, в то время как в стандарте IPv6 обозначена настройка адреса с перенумерацией и автоматическое назначение;
  9. С ростом номера версии протокола размер адресного массива увеличивается с 4,3х109 до 3,4х1038 уникальных IP-адресов;
  10. В шестой версии протокола для передачи данных уникальные публичные и «приватные» адреса уже не используются, вместо них — локальные и глобально уникальные юникаст-адреса.

Дополнительные возможности и преимущества сетевого протокола IPv6

В сопоставлении с предыдущим стандартом, возможности протокола TCP/IPv6 шире. В нём реализованы дополнительные функции:

  • Упрощённая структура заголовка, который содержит только значимые параметры, позволяет маршрутизаторам в процессе обработки сетевых запросов работать с меньшей нагрузкой;
  • Новая технология основана на концепции безопасности и конфиденциальности, отличающейся большей эффективностью;
  • Благодаря функционалу QoS появилась возможность выявлять пакеты, на которые ощутимо влияют задержки;
  • Трансфер широковещательных пакетов осуществляется с помощью многоадресных групп;
  • Технология мультивещания в новом стандарте основана на использовании внутреннего адресного пространства FF00::/8;
  • Протоколы шифрования IPsec позволяют рассчитывать на высокую степень безопасности за счёт отсутствия необходимости применения какого-либо стороннего программного обеспечения в процессе шифровки трафика.

Какие особенности TCP/IPv6 мешают его повсеместному внедрению?

И всё-таки почему до сих пор мы используем старый стандарт? Какие особенности сетевого протокола IPv6 мешают его повсеместному распространению? Вопрос, как это часто случается, лежит в финансовой плоскости. Мы можем ожидать масштабные изменения только тогда, когда произойдет массовая модернизация оборудования провайдеров по всему миру. Обновление всего технического парка, работающего на IPv4, потребует не только огромных финансовых вливаний, но и больших временных затрат.

Важно! Существующее решение проблемы с нехваткой IP-адресов, когда пользователи работают с динамическими адресами, позволяет провайдерам не торопиться с внедрением новых технологий. Такой изменяющийся адрес после выхода устройства из сети освобождается и может быть присвоен другому устройству. По большому счёту речь идёт об аренде адреса, а не о владении им.

Но всё не так пессимистично — стандарт IPv6 постепенно распространяется и применяется параллельно со старой технологией. По оценке Google, около трети его пользователей работают по протоколу IPv6. А у североамериканского провайдера Comcast таких подключений уже половина.

При этом наблюдается быстрое увеличение числа конечных устройств в глобальной сети. Прямое взаимодействие с привычными видами бытовой техники — уже не фантастика, а требование времени. И для воплощения этой технологии в жизнь требуется по-новому взглянуть на организацию архитектуры коммуникации приборов. Из этого следует, что массовое применение стандарта TCP/IPv6 не за горами.

Масштабное использование IPv6 — это проблема ближайшего будущего. А специалисты, вероятно, уже просчитывают, когда и этот массив адресов закончится.

Вас могут заинтересовать