Для чего нужен протокол ipv6
Что такое IPv6?
IPv6 — что это такое?
IPv6 это новый интернет-протокол, который разрабатывался как замена для устаревшего протокола IPv4. Новый протокол призван решить проблемы, с которыми столкнулся его предшественник.
Зачем менять IPv4 на IPv6?
Основной причиной замены протокола IPv4 на IPv6 является нехватка IPv4 адресов. После запуска IPv4 проявились проблемы в плане его масштабируемости и возможностей. В версии IPv6 проблемы эти проблемы были успешно решены.
В чем отличие IPv4 от IPv6?
Длинна IPv6 равна 128 битам и представляет собой восемь 16-битных 16-теричных блоков, которые разделены двоеточиями. IPv4 имеет длину в 32 бита, используя при этом четыре блока по три десятичных числа, через знак «/» можно указать маску подсети.
Окно настройки IPv4 в Windows 10
Окно настройки IPv6 в Windows 10
В IPv6 не применяется маска адреса, в отличие от IPv4.
Для автоматического определения адреса IPv4 применяется сервер DHCP. Обновлённый сервер DHCPv6, который используется в протоколе IPv6, автоматически настраивает состояние, а также предоставляет возможность автоматической настройки узлов, не учитывая состояние. Данная функция позволяет использовать технологию «plug and play», для наиболее быстрого определения и конфигурирования пользовательского устройства, что значительно упрощает управление адресами и администрирование сети в целом.
Протокол IPv6 позволяет автоматически конфигурировать адреса, что позволяет администраторам сети настраивать сетевые адреса, не имея доступа к клиенту.
Преимущества и особенности протокола IPv6
Основным достоинством протокола IPv6 является не только решение проблемы дефицита IPv4-адресов, но и всех последующих протоколов. Благодаря протоколу IPv6 была сокращена потребность в изменении сетевых адресов – NAT, которая ранее решала проблему недостатков IPv4-адресов.
Протокол IPv6 использует многоадресную маршрутизацию и упрощённые заголовки, что значительно увеличивает эффективность маршрутизации.
В протоколе IPv6 применяется встроенная аутентификация, защита конфиденциальности, а также гибкие опции с поддержкой расширений.
Протокол IPv6 более безопасен по сравнению с протоколом IPv4?
Протоколы IPv4 и IPv6 имеют одинаковый уровень безопасности.
Вместе с появлением протокола IPv6 появилась возможность шифровать трафик с помощью стандарта шифрования IPSec. Такой способ шифрования менее распространен, чем стандарт SSL, поскольку для его использования требуется дополнительное оборудование. На практике IPSec вполне можно применить и к протоколу IPv4.
Есть мнение, что пока не произошёл полный переход на новый протокол, пользователи IPv6 подвержены большей опасности, поскольку интернет-провайдеры могут использовать IPv6-туннели для того чтобы предоставить пользователям протокола IPv4 доступ к IPv6-контенту. Злоумышленники, в свою очередь, могут использовать эти туннели для проведения собственных атак.
Протокол IPv6 более быстрый по сравнению с протоколом IPv4?
На сегодняшний день скорость работы протокола IPv6 не отличается от протокола IPv4, поскольку IPv6-туннели создают задержку при преобразовании запроса в IPv4 и наоборот.
В теории при полном переходе на протокол IPv6 скорость его работы должна увеличиться из-за более простого формата.
В чем сложность перехода на протокол IPv6?
Основная проблема перехода на новый протокол — это стоимость и время.
На сегодняшний день основная часть серверов, маршрутизаторов и коммутаторов зависят исключительно от протокола IPv4. Для того чтобы одномоментно заменить всё оборудование потребуется очень много денег и времени для настройки.
Из-за нехватки IP-адресов большинство интернет-провайдеров используют DHCP- сервера для автоматического определения IP-адреса на оборудовании клиента. После отключения пользовательского устройства IP-адрес освобождается для того что бы другое пользовательское устройство смогло его «арендовать». Это так же является проблемой для полного перехода на новую версию протокола.
Если верить заявлению компании Google 14% интернет-пользователей уже пользуются новейшим протоколом IPv6. А американский интернет-провайдер Comcast уверяет, что половина интернет-пользователей из США уже перешли на новый протокол.
Выводы
Подводя итоги можно сказать, что для конечных пользователей протокол IPv6 не предоставляет каких-либо глобальных преимуществ по сравнению с IPv4, но переход на новейший протокол действительно необходим из-за ограниченного количества адресов, предоставляемых устаревшей версией протокола. Нехватка адресов будет заметна не в далеком будущем, т.к. все больше и больше появляется умных устройств функционирующих самостоятельно.
Пожалуйста, оставляйте свои мнения по текущей теме материала. За комментарии, подписки, отклики, лайки, дизлайки низкий вам поклон!
Пожалуйста, оставьте ваши отзывы по текущей теме статьи. Мы крайне благодарны вам за ваши комментарии, отклики, дизлайки, лайки, подписки!
IPv6: что это и зачем
Авторизуйтесь
IPv6: что это и зачем
Многие слышали про последнюю версию протокола IP — IPv6, которая должна заменить IPv4. Однако зачем нужна эта замена? Разбираемся в вопросе, попутно рассматривая разницу между обеими версиями и преимущества новой.
Зачем менять IPv4 на что-то другое?
Потому что адресов IPv4 уже не хватает.
IP-уровень стека протоколов TCP/IP — наиболее важная часть всей архитектуры Интернета. Тем не менее вскоре после запуска IPv4 стали очевидны его ограничения в плане масштабируемости и возможностей. IPv4 для работы необходимо несколько надстроек вроде ICMP и ARP. К середине 1990-х разработали замену IPv4 — IPv6. Требований к Интернету становилось всё больше, а IPv6 отвечал им лучше, чем предыдущая версия.
Каковы самые очевидные отличия IPv4 и IPv6?
128 бит в IPv6-адресе представляют собой восемь 16-битных шестнадцатеричных блоков, разделённых двоеточиями. Например, 2dfc:0:0:0:0217:cbff:fe8c:0. Традиционной формой записи IPv4 адреса является запись в виде четырёх десятичных чисел (от 0 до 255), разделённых точками. Через дробь указывается длина маски подсети. Например, 192.168.0.0/16.
В IPv4 для мультивещания зарезервирована подсеть 224.0.0.0/4. IPv6 для этой цели использует встроенное адресное пространство FF00::/8;
IPv4 использует широковещательные адреса для передачи широковещательных пакетов, IPv6 — многоадресные группы;
IPv4 использует 0.0.0.0 в качестве неопределённого адреса, а 127.0.0.1 для создания адреса обратной связи (loopback). В IPv6 используются :: и ::1 соответственно;
IPv4 использует глобально уникальные публичные адреса для трафика и «частные» адреса, IPv6 — глобально уникальные юникаст-адреса и локальные адреса (FD00::/8).
Чем IPv6 лучше?
Преимущества IPv6 перед IPv4:
Более эффективная маршрутизация без фрагментации пакетов;
Встроенная технология Quality of Service (QoS), которая определяет чувствительные к задержке пакеты;
Устранение NAT для расширения адресного пространства с 32 до 128 бит;
Встроенная поддержка IPsec (использование IPsec опционально);
Автоконфигурация адресов для упрощения администрирования сети;
Улучшенная структура заголовка с меньшими затратами на обработку.
IPv6 более безопасен, чем IPv4?
Нет, в теории они одинаково безопасны.
После запуска IPv6 появилась встроенная возможность шифровать интернет-трафик с помощью распространённого (но не настолько, как SSL) стандарта шифрования IPSec, который не даёт прочитать содержимое трафика при его перехвате. Однако шифрование и расшифровка данных требует оборудования, которое стоит денег. К тому же IPSec можно реализовать и на IPv4, что в теории означает, что IPv4 и IPv6 одинаково безопасны.
Некоторые эксперты утверждают, что пока переход не завершён, пользователи шестой версии находятся в большей опасности, чем пользователи четвёртой. Провайдеры могут использовать IPv6-туннели для предоставления пользователям IPv4 доступа к IPv6-контенту. Злоумышленники могут использовать эти туннели для проведения своих атак.
Ещё одна потенциальная проблема связана с автоконфигурацией — новой функцией IPv6. Она позволяет устройствам самостоятельно назначать себе IP-адрес на основе MAC-адреса, что может быть использовано сторонними лицами для отслеживания определённых пользователей. Тем не менее на устройствах под управлением популярных операционных систем уже установлены расширения конфиденциальности, поэтому для большинства людей это не будет проблемой.
IPv6 быстрее IPv4?
Скорость интернета с IPv6 не будет сильно отличаться от скорости с IPv4. С одной стороны, работа IPv6 должна быть быстрее из-за более простого формата. Однако во время перехода некоторые методы вроде IPv6-туннелей будут создавать дополнительную задержку при преобразовании запросов в IPv4 и наоборот.
Так почему бы просто не перейти на IPv6?
Основная причина — стоимость. Для обновления всех серверов, маршрутизаторов и коммутаторов, которые всё это время зависели только от IPv4, требуется уйма денег и времени.
Кроме того, чтобы справиться с нехваткой адресов, провайдеры назначают пользователям динамический адрес, который может меняться при подключении к другой сети. После отключения от сети устройства освобождают свой адрес, делая его доступным для других устройств. По сути вы арендуете, но не владеете адресом. Это сильно замедляет переход с IPv4 на IPv6.
Но это не значит, что IPv6 не распространяется. Напротив, он используется параллельно с IPv4. Как сообщает Google, около 14% его пользователей используют IPv6. А по заявлениям провайдера Comcast, в Соединённых Штатах уже половина пользователей используют IPv6.
Резюмируем
Нельзя сказать, что IPv6 быстрее и безопаснее, но у него есть ряд преимуществ вроде более эффективной маршрутизации без фрагментации пакетов, встроенной поддержки IPsec и автоконфигурации адресов. А из-за ограниченности адресного пространства IPv4 переход на него неизбежен.
Протокол IPv6: что это такое и как он работает
Протокол сетевого взаимодействия TCP/IPv4 используется для передачи зашифрованных данных в сети интернет и локальных подсетях уже более тридцати лет. На его основании создается и поддерживается уникальная адресация сетевого оборудования (узлов). Еще в начале 90-х годов прошлого века был определен основной недостаток данного протокола – ограничение по количеству возможных ip-адресов, которое не может превысить 4,23 миллиарда. В результате была разработана новая система протоколирования сетевого взаимодействия – интернет-протокол IPv6 (Internet Protocol version 6). Однако массовый переход на более прогрессивную технологию обусловлен некоторыми сложностями. Хотя, например, в Соединенных Штатах уже более половины пользователей применяют именно протокол IPv6.
Основные отличия протоколов IPv4 и IPv6
Как уже было сказано, ключевым недостатком протокола четвертой версии TCP/IPv4 является ограниченная масштабируемость уникальных адресов, присваиваемых для идентификации в сетях взаимодействия. Для создания ip-адресов на уровне программных записей используется 32-х битная система в формате 0.0.0.0 – 255.255.255.255. При построении локальных подсетей вводится дополнительный атрибут «маска подсети», записываемая после символа «/». В результате даже крупные ЛВС, объединенные в Ethernet, чаще всего имеют один публичный ip-адрес, выдаваемый провайдером и закрепленный на уровне шлюза (маршрутизатора). Самостоятельный обмен данными на уровне отдельных устройств частной подсети с выходом в паблик-интернет требует сложного администрирования. Для решения задач маршрутизации, требующих получения статических IP-адресов, понадобятся дополнительные финансовые затраты.
В интернет-протоколе нового поколения IPv6 для создания адресной маршрутизации используется 128-битная система записи. В IPv6-адресе записи представляют собой восемь 16-битных блоков, разделенных двоеточиями: 2dfc:0:0:0:0217:cbff:fe8c:0. Общее количество ip-адресов, возможных для распределения, может составить в общей сложности 2 128 ( приблизительно 340 282 366 920 938 000 000 000 000 000 000 000 000). Повсеместное использование данного стандарта позволит полностью решить задачу нехватки сетевых адресов в обозримом будущем.
С целью упрощения записи адреса в протоколе IPv6 используется вариант сжатия кода, когда смежные последовательности нулевых блоков заменяются парами символов двоеточия. Например, адрес групповой рассылки FFEA:0:0:0:0:CA28:1012:4254 в сжатой форме будет представлен в укороченном виде FFEA::CA28:1012:4254. Данный механизм упрощает процесс записи, хранения и обработки кода.
По правилам протокола IPv6 назначение сетевых адресов происходит автоматически и уникализируется за счет идентификации на уровне MAC-адреса конкретной единицы оборудования, для которой необходим выход в публичную сеть. Другими словами, каждый домашний компьютер, смартфон, холодильник или стиральная машина с функцией подключения к внешним устройствам получает собственный «белый» ip-адрес для коннекта с другими хостами через интернет. Доступна также произвольная генерация кодов путем администрирования с использованием маршрутизаторов.
Впечатляет минимальный диапазон адресов подсети, получаемых пользователем при подключении по протоколу IPv6. Например, при использовании маски подсети «/128» получаем более 2 56 адресов.
Спорным является вопрос отличия в скорости передачи трафика по каждому из протоколов. По умолчанию технология протокола IPv6 обеспечивает большую скорость обработки трафика на уровне отдельного оборудования сети в целом. Использование NAT в протоколе IPv4, который обеспечивает трансляцию адресов абонентов и хранение в памяти информации об установленных соединениях, приводит к большой загрузке оборудования. Поэтому в моменты пиковой нагрузки каждый пользователь отмечает резкое падение скорости соединения.
В протоколе IPv6 не применяется обязательная обработка пакетов и отслеживание уже открытых соединений при маршрутизации доступа к хостам. Отсутствие необходимости трансляции значительно снижает ресурсную нагрузку на сетевые устройства. Для пользователя это означает выравнивание скорости интернет-соединения. Провайдеры в такой ситуации могут использовать менее ресурсоемкое, а значит, более дешевое оборудование.
Дополнительные преимущества протокола IPv6
По сравнению с четвертой версией, в протоколе TCP/IPv6 реализован ряд дополнительных функциональных возможностей:
используется более простой заголовок, из него исключены несущественные параметры, что снижает нагрузку на маршрутизаторы при обработке сетевых запросов;
более высокий уровень обеспечения безопасности, аутентификации и конфиденциальности, которые положены в основу данной технологии;
в протоколе реализована функция Quality of Service (QoS), позволяющая определять чувствительные к задержке пакеты;
при передаче широковещательных пакетов используются многоадресные группы;
для реализации технологии мультивещания в IPv6 задействовано встроенное адресное пространство FF00::/8;
для повышения безопасности используется поддержка стандарта шифрования IPsec, который позволяет шифровать данные без необходимости какой-либо поддержки со стороны прикладного ПО.
В настоящее время эксперты ведут дискуссии на предмет обеспечения безопасности данных в случае гибридного применения двух протоколов. Провайдеры выстраивают IPv6-туннели для предоставления пользователям IPv4 доступа к высокоуровневому контенту. Применение данной технологии увеличивает риски хакерских атак. Функция автоконфигурации, когда устройства самостоятельно генерируют IP-адрес на основе MAC-адреса оборудования, может быть использована для незаконного отслеживания конфиденциальных данных пользователей.
Внедрение протокола TCP/IPv6
Несмотря на долгую историю разработки, которая берет начало в 1992 году, тестирование нового протокола состоялось одномоментно 8 июня 2011 года в Международный день IPv6. Эксперимент прошел удачно и предоставил возможность для выработки рекомендаций по дальнейшему совершенствованию данной технологии, ее массовому внедрению.
Первой компанией, внедрившей в 2008 году стандарт протокола IPv6 на постоянной основе, стал Google. Тестирование проводилось в течение четырех лет, было признано успешным. 6 июня 2012 года состоялся Всемирный запуск IPv6. Сегодня мировые лидеры в производстве сетевого оборудования Cisco и D-Link применяют данный сетевой стандарт в своих маршрутизаторах на базовом уровне. В мобильных сетях стандарта LTE поддержка протокола IPv6 является обязательной. IT-компании Google, Facebook, Microsoft и Yahoo используют IPv6 на своих основных web-ресурсах. Протокол получает все большее распространение в корпоративных сетях и при домашнем использовании.
Согласно исследованиям Google, на начало 2020 года доля IPv6 в общемировом сетевом трафике составляла около 30%. В России данный показатель значительно ниже, он составляет приблизительно 4,5% всего трафика. В то же время все большее количество отечественных регистраторов доменов и хостинг-провайдеров переводят свои DNS-серверы на протокол IPv6.
Сложности перехода
Возникает резонный вопрос: если протокол TCP/IPv6 обладает таким количеством преимуществ по сравнению с предшественником, почему бы просто не перейти на него всем миром? Основное препятствие лежит в сфере финансов и временных параметров. Для полномасштабного использования новой технологии требуются серьезные инвестиции в программно-техническую модернизацию компьютерного парка всех провайдеров.
Использование динамических ip-адресов по протоколу IPv4 позволяет временно сдерживать проблему нехватки уникальных сетевых идентификаторов. Другими словами, проблемы администрирования локальных сетей перекладываются на конечных пользователей, которые вынуждены настраивать сложные схемы маршрутизации подсетей и покупать дополнительные ip-адреса. В то же время рост количества конечных сетевых устройств происходит очень быстро. Внедрение технологий прямой коммуникации даже с обычными бытовыми приборами через интернет требует новых подходов в построении архитектуры их взаимодействия. В связи с этим повсеместный переход на использование стека протокола TCP/IPv6 неизбежен.
Что такое IPv6? Зачем он нужен и сравнение с IPv4-адресом
Опубликовано admin в 12 июля, 2020 12 июля, 2020
IPV6 — это 6-я версия интернет-протокола, которая используется на уровне IP пакета протоколов TCP / IP для идентификации каждого устройства, подключенного к Интернету. Обеспечивает больше функций, чем IPV4.
IPv6 является уникальным и универсальным. Длина 128 бит или 16 байт, имеющая адресное пространство 2 ^ 128. Использует четыре нотации для отображения, десятичную запись с точками, шестнадцатеричное представление с двоеточием, смешанное представление. Может быть: одноадресным, произвольным или многоадресным.
Для чего нужен IPv6
Бурный рост технологий и модернизация различных конфигураций мобильных устройств, компьютеров, планшетов, беспроводных портативных устройств привели к увеличению потребности в распределении адресов. IPv6 предназначен для замены широко используемого IPv4, который считался основой современной всемирной паутины. IPv6 разработан для преодоления исчерпания IPv4. Перед подробным объяснением потребностей IPv6, давайте посмотрим на IPv4 и его недостатки.
IPv4 и его недостатки
IPv4 является четвертой версией разработки интернет-протокола. Он выступает в качестве одного из основных протоколов основанных на стандартах межсетевого взаимодействия в Интернете и сетях с коммутацией пакетов. Поддерживает 32-битную адресацию и по-прежнему обрабатывает интернет-трафик.
IPv4 ограничивает адресное пространство до 2 ^ 32, а также резервирует блоки для частных сетей и многоадресных адресов. В основном адреса записываются в виде четырех октетов в десятичных числах, разделенных точками. Это также выражается в шестнадцатеричном формате с точками. Его можно разделить на две части: идентификатор сети и идентификатор хоста.
Сетевой идентификатор содержит наиболее значимый октет, а хост — остальную часть. Чтобы преодолеть этот предел, создаются сетевые классы. Используются пять классов.
Адреса специального назначения содержат диапазон с количеством адресов в разных областях. И он будет ограничен для общего использования.
В основном используется в частных сетях для предоставления адресного пространства и для многоадресного трафика.
IPv4 исчерпан из-за четырех основных причин
Из-за исчерпания адресов интернет-протокол 4 поколения превратился в угрозу. Но помог выявить и преодолеть ее с помощью нескольких методологий, таких как: бесклассовая междоменная маршрутизация, трансляция сетевых адресов и политики, и др., которые были созданы для строгого распределения.
Эти технологии помогли решить проблему в течение некоторого времени, внося изменения в инфраструктуру распределения и маршрутизации Интернета. Основное истощение в IPv4 вызвало недостаточную пропускную способность в первоначальном дизайне интернет-инфраструктуры. Каждая из проблем увеличила спрос на ограниченное предложение адресов следующим образом:
Это были основные причины, по которым началось исчерпание адреса и началось постепенный переход на IPv6 с требованием изменений в интернет-инфраструктуре.
Пакеты IPv6 и его использование
Чтобы преодолеть инфраструктуру межсетевого взаимодействия IPv4, IPv6 был построен с расширенными октетами (до 40 октетов) и предоставил возможность расширить протокол в будущем, не затрагивая структуру базовых пакетов. Он ввел «Jumbograms», что означает, что пакет может обрабатывать ограничение 2 ^ 32. Jumbograms улучшают производительность по каналам с высоким MTU и полезную нагрузку.
IPv6 содержит 128 битов, а его размер в адресном пространстве достаточно велик для будущего использования. Идентификатор в подсети является уникальным для хоста, подключенного к сети. Он разделен на 8 групп по 16 бит в каждой. Каждая группа разделяется двоеточием в шестнадцатеричном формате.
Преимущества
Ниже приведены пункты, объясняющие преимущества IPv6:
Разработка IPv6
Ниже приведено объяснение, кто разработал IPv6:
Вывод — что такое IPv6?
Результаты и включение в IPv4 показывают, что ядро IPv6 хорошо поддерживается и доказано своей совместимостью. Оно внедряется в последних поколениях маршрутизаторов и ОС. Таким образом, он расширяется инфраструктурой для поддержки полного перехода на современный интернет-протокол.
IPv6 — прекрасный мир, стоящий скорого перехода на него
Практически все статьи, которые я видел на тему «чем хорош IPv6 и почему на него стоит пошустрее переходить», говорят только о просто более широком адресном пространстве. В лучшем случае, упомянут автоматическую конфигурацию адресов и маршрутов (stateless address autoconfiguration (SLAAC)). Это удручает, а ведь IPv6 имеет много ещё других неявных плюшек, являясь очень продуманным стеком протоколов (IPv6 + ICMPv6 + NDP)! Создаётся впечатление, что IPv6 это просто тупо про расширение адресов, а дальше то особо никакого профита. Или же некоторые статьи плачутся о том, что они не видят сиюминутного профита от внедрения/перехода. Простоту и удобство, гибкость и расширенные возможности (из-за одного только избавления от NAT-а) не так то легко измерить, как какие-нибудь задержки и пропускную способность. Решил поэтому собрать моё видение прекрасного мира IPv6 протокола и его плюсы в этой статье.
Не использовать IPv6 для построения чего-то нового, новых сетей — просто не имеет смысла, так как лишаемся массы удобств и возможностей, получая кучу геморроя от лишения этой массы удобств и возможностей. IPv6 поддерживается даже с Windows XP версии. Последний раз я проверял пять лет назад, но уже тогда SLAAC+RDNSS/DNSSL поддерживали и iOS и Android и даже Windows 10 устройства, не говоря о GNU/Linux и BSD системах.
IPv4 не является плохим протоколом. Его проблема только в том, что он никогда не задумывался для создания большой глобальной сети, где почти у каждого человека на Земном шаре будет доступ к ней прямиком из штанов (где лежит смартфон). Он создавался во времена, когда компьютеры были более быстрыми чем сети (странное сравнение?) и с кучей памяти. Сейчас наоборот: сделать 10 Gb канал связи можно тривиально и дома, но из коробки ни одна из массово используемых ОС не сможет эффективно коммутировать или маршрутизировать трафик на такой скорости.
Конечному пользователю сложно представить получаемые преимущества, так как Интернета, по факту, уже давно мало кому дают: преобладающая часть людей всегда сидела за NAT-ом и считает, что изобретение протоколов типа WebSocket, есть нечто штатное, нормальное, логичное и разумное, и ничего кроме TCP, UDP и ICMP у нас особо-то и не ходит поверх IP.
Сетевому инженеру, чисто психологически, сложно будет пересиливать себя в понимании того, что адресов и сетей реально очень много выдаётся и не имеет смысла (и даже будет только вредить удобству и простоте обслуживания) экономить на их использовании. Большая проблема — осознание того, что IP адреса уже не являются дефицитным ресурсом и думать приходится чаще всего в понятиях не единичных адресов, а целых огромных сетей минимум с /64 префиксом.
IPv6 имеет более серьёзные требования (эту часть можно обозвать недостатками):