Mis on valesti IPv4-ga ja miks me liigume IPv6-le

Umbes viimase kümne aasta jooksul on see aasta, mil IPv6 laialt levib. Seda pole veel juhtunud. Järelikult on vähe laialt levinud teadmisi selle kohta, mis on IPv6, kuidas seda kasutada või miks see on vältimatu.

Mis on IPv4-l viga?

Oleme kasutanud seadet IPv4 sellest ajast, kui RFC 791 ilmus 1981. aastal. Sel ajal olid arvutid suured, kallid ja haruldased. IPv4-l oli ette nähtud 4 miljardit IP-aadressi , mis tundus tohutu arv võrreldes arvutite arvuga. Kahjuks ei kasutata IP-aadresse järelikult. Aadressimisel on lünki. Näiteks võib ettevõtte aadressiaruum olla 254 ( 2 ^8-2 ) aadressi ja kasutada ainult 25 neist. Ülejäänud 229 on reserveeritud edaspidiseks laienemiseks. Keegi teine ei saa neid aadresse kasutada, kuna võrgud suunavad liiklust. Järelikult see, mis 1981. aastal tundus suur arv, on 2014. aastal tegelikult väike arv.

Interneti-ehituse töörühm ( IETF ) tunnistas seda probleemi 1990. aastate alguses ja pakkus välja kaks lahendust: klassideta Interneti-domeeni ruuter ( CIDR ) ja privaatsed IP-aadressid. Enne CIDR-i leiutamist võite saada ühe kolmest võrgusuurusest: 24 bitti (16 777 214 aadressi), 20 bitti (1 048 574 aadressi) ja 16 bitti (65 534 aadressi). Kui CIDR leiutati, oli võimalik võrgud jagada alamvõrkudeks.

Nii et näiteks kui vajate 5 IP aadressi, annaks teie Interneti-teenuse pakkuja teile võrgu suurusega 3 bitti, mis annaks teile 6 IP aadressi. Nii et see võimaldaks teie Interneti-teenuse pakkujal kasutada aadresse tõhusamalt. Privaatsed IP-aadressid võimaldavad teil luua võrgu, kus iga võrgus olev masin saab hõlpsasti Interneti-ühenduses teise masinaga ühenduda, kuid kus Interneti-masinal on teie masinaga tagasi ühendamine väga keeruline. Teie võrk on privaatne, peidetud. Teie võrk võib olla väga suur, 16 777 214 aadressi ja võite oma eravõrgu jagada väiksemateks võrkudeks, et saaksite oma aadresse hõlpsalt hallata.

Tõenäoliselt kasutate praegu privaatset aadressi. Kontrollige oma IP-aadressi: kui see on vahemikus 10.0.0.0 - 10.255.255.255 või 172.16.0.0 - 172.31.255.255 või 192.168.0.0 - 192.168.255.255 , siis kasutate privaatset IP-aadressi. Need kaks lahendust aitasid katastroofi ära hoida, kuid need olid takistusmeetmed ja nüüd on arvestamise aeg käes.

IPv4 probleem on ka see, et IPv4 päise pikkus oli erinev. See oli vastuvõetav, kui marsruutimist tegi tarkvara. Kuid nüüd on ruuterid ehitatud riistvaraga ja muutuva pikkusega päiste töötlemine riistvaras on keeruline. Suurtel ruuteritel, mis võimaldavad pakettidel kogu maailmas käia, on probleeme koormaga toimetulekuga. Ilmselgelt oli vaja uut skeemi fikseeritud pikkusega päistega.

IPv4 probleem on veel see, et kui aadressid eraldati, oli Internet Ameerika leiutis. Ülejäänud maailma IP-aadressid on killustatud. Vaja oli skeemi, mis võimaldaks aadresse geograafiliselt mõnevõrra koondada, et marsruutimistabeleid saaks väiksemaks muuta.

Veel üks probleem IPv4-ga ja see võib tunduda üllatav, on see, et seda on raske konfigureerida ja seda on raske muuta. See ei pruugi teile ilmne olla, sest teie ruuter hoolitseb kõigi nende üksikasjade eest teie eest. Kuid Interneti-teenuse pakkuja probleemid ajavad neid pähe.
Kõiki neid probleeme kaaluti Interneti järgmise versiooni kaalumisel.

IPv6 ja selle funktsioonide kohta

IETF esitles järgmise põlvkonna IP-d 1995. aasta detsembris. Uus versioon kandis nime IPv6, kuna number 5 oli ekslikult omistatud millelegi muule. Mõni IPv6 funktsioon on lisatud.

1. 128-bitised aadressid (3,402823669 × 10³⁸ aadressid)
2. Aadresside loogilise liitmise skeem
3. Fikseeritud pikkusega päised
4. Protokoll võrgu automaatseks konfigureerimiseks ja ümberseadistamiseks.

Vaatame neid funktsioone ükshaaval:

Esimene asi, mida kõik märkavad IPv6 kohta, on see, et aadresside arv on tohutu. Miks nii palju? Vastus on see, et disainerid olid mures aadresside ebaefektiivse korralduse pärast, seetõttu on saadaval nii palju aadresse, mida saaksime muude eesmärkide saavutamiseks ebaefektiivselt eraldada. Seega, kui soovite luua oma IPv6-võrgu, on tõenäoline, et teie Interneti-teenuse pakkuja annab teile 64-bitise (1,844674407 × 10¹⁹-aadressi) võrgu ja laseb teil selle ruumi alamvõrku oma sisule pakkuda.

Kui kasutada on nii palju aadresse, saab pakettide tõhusaks marsruutimiseks aadressiruumi hõredalt eraldada. Seega saab Interneti-teenuse pakkuja võrguruumi 80 bitti . Nendest 80 bitist 16 on mõeldud Interneti-teenuse pakkujate alamvõrkudele ja 64 bitti kliendi võrkudele. Seega võib Interneti-teenuse pakkujal olla 65 534 võrku.

Kuid see aadresside eraldamine pole kivisse visatud ja kui Interneti-teenuse pakkuja soovib rohkem väiksemaid võrke, saab ta seda teha (kuigi tõenäoliselt küsiks Interneti-teenuse pakkuja lihtsalt veel 80-bitist ruumi). Ülemised 48 bitti jagunevad veelgi, nii et üksteisele\" lähedal " asuvatel Interneti-teenuse pakkujatel on sarnased võrguaadresside vahemikud, et võrgud saaksid marsruutimistabelites kokku liita.

IPv4 päisel on muutuv pikkus. IPv6 päise fikseeritud pikkus on alati 40 baiti. IPv4-s põhjustasid lisavalikud päise suuruse suurenemist. Kui lisateavet on vaja, salvestatakse IPv6-s see lisateave laienduse päistesse, mis järgivad IPv6 päist ja mida tavaliselt ruuterid ei töötle, vaid pigem sihtkohas olev tarkvara.

Üks IPv6 päise väljadest on voog. Voog on 20-bitine number, mis luuakse pseudojuhuslikult ja see muudab ruuterite pakettide marsruutimise lihtsamaks. Kui paketil on voog, saab ruuter seda voo numbrit kasutada tabeli indeksina, mis on kiire, mitte aeglane tabeliotsing. See funktsioon muudab IPv6 marsruudi väga lihtsaks.

IPv6 -s kontrollib masin esmakordsel käivitamisel kohalikku võrku, et näha, kas mõni muu masin kasutab selle aadressi. Kui aadressi ei kasutata, otsib masin järgmisena kohalikus võrgus IPv6-ruuterit. Kui ta leiab ruuteri, küsib ta ruuterilt IPv6-aadressi. Nüüd on masin seadistatud ja valmis Internetis suhtlema - sellel on enda jaoks IP-aadress ja vaikimisi ruuter.

Kui ruuter peaks allapoole minema, tuvastavad võrgus olevad masinad probleemi ja kordavad varuruuteri leidmiseks IPv6-ruuteri otsimise protsessi. Seda on IPv4-s tegelikult raske teha. Samamoodi, kui ruuter soovib oma võrgus adresseerimisskeemi muuta, saab ta seda teha. Masinad küsivad aeg-ajalt ruuterilt päringuid ja muudavad nende aadresse automaatselt. Ruuter toetab nii vana kui ka uut aadressi, kuni kõik masinad on uuele konfiguratsioonile üle läinud.

IPv6 automaatne seadistamine pole täielik lahendus. On veel mõned asjad, mida masin Interneti tõhusaks kasutamiseks vajab: nimeserverid, ajaserver, võib-olla failiserver. Seega on olemas dhcp6 , mis teeb sama asja nagu dhcp, ainult seetõttu, et masin käivitub marsruutitavas olekus, üks dhcp deemon suudab teenindada paljusid võrke.

Nii et kui IPv6 on IPv4-st palju parem, siis miks pole kasutuselevõtt olnud laiemalt levinud (alates maist 2014 on Google hinnangul selle IPv6-liiklus umbes 4% kogu liiklus)? Põhiprobleem on see, kumb on esikohal, kas kana või muna ? Keegi serverit haldav isik soovib, et server oleks võimalikult laialt saadaval, mis tähendab, et sellel peab olema IPv4 aadress.

Sellel võib olla ka IPv6 aadress, kuid vähesed kasutaksid seda ja IPv6 mahutamiseks peate oma tarkvara veidi muutma. Lisaks ei toeta paljud koduvõrgu ruuterid IPv6-d. Paljud Interneti-teenuse pakkujad ei toeta IPv6-d. Küsisin selle kohta oma Interneti-teenuse pakkujalt ja mulle öeldi, et nad pakuvad seda siis, kui kliendid seda küsivad. Seega küsisin, kui palju kliente seda küsis. Üks, ka mina.

Seevastu kõik suuremad operatsioonisüsteemid, Windows, OS X ja Linux toetavad IPv6-d\" karbist välja " ja on seda juba aastaid. Operatsioonisüsteemides on isegi tarkvara, mis võimaldab IPv6-d paketid\" tunnelisse" IPv4-s kuni punktini, kus IPv6-paketid saab ümbritsevast IPv4-paketist eemaldada ja teele saata.

Järeldus

IPv4 on meid pikka aega hästi teeninud. IPv4-l on mõned piirangud, mis lähitulevikus tekitavad ületamatuid probleeme. IPv6 lahendab need probleemid, muutes aadresside eraldamise strateegiat, tehes parandusi pakettide marsruutimise hõlbustamiseks ja lihtsustades masina konfigureerimist, kui see esmakordselt võrku liitub.

Kuid IPv6 aktsepteerimine ja kasutamine on olnud aeglane, sest muutused on rasked ja kallid. Hea uudis on see, et kõik operatsioonisüsteemid toetavad IPv6-d, nii et kui olete valmis muudatust tegema, vajab teie arvuti uude skeemi teisendamiseks vähe vaeva.