IPv6

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

IPv6 este versiunea protocolului Internet desemnată ca succesor al IPv4 . Acest protocol introduce câteva servicii noi și simplifică foarte mult configurarea și gestionarea rețelelor IP .

Cea mai importantă caracteristică a sa este spațiul de adresă mai mare:

  • IPv6 rezervă 128 de biți pentru adrese IP și gestionează 2 128 (aproximativ 3,4 × 10 38 ) adrese;
  • IPv4 rezervă 32 de biți pentru adresare și gestionează 2 32 (aproximativ 4,3 × 10 9 ) adrese.

Cuantificând cu un exemplu, pentru fiecare metru pătrat al suprafeței pământului, există 655,570,793,348,866,943,898,599 adrese IPv6 unice (adică 655,571 miliarde sau 655 trilioane ), dar numai 0,000007 IPv4 (adică doar 7 IPv4 pe milion de metri pătrați). Pentru a face o idee despre cantitățile utilizate, dacă se compară adresa unică cu un Quark (dimensiunea în ordinea a 1 atometru ), cu IPv4 s-ar atinge diametrul helixului ADN (de câțiva nanometri), în timp ce cu IPv6 ar ajunge în centrul Căii Lactee de pe Pământ (trei zeci de milenii-lumină). Adoptarea pe scară largă a IPv6 și, prin urmare, a formatului de adresă IP ar rezolva problema epuizării adresei IPv4 la nesfârșit.

Istorie

ICANN a pus la dispoziție [1] protocolul IPv6 pe serverele de nume root din 20 iulie 2004 , dar abia din 4 februarie 2008 a început să introducă primele adrese IPv6 în sistemul de rezoluție a numelor. La 3 februarie 2011, IANA a atribuit ultimele blocuri de adrese IPv4 celor 5 RIR-uri (câte un bloc / 8 fiecare) [2] , chiar dacă protocolul IPv4 va fi utilizat până în jurul anului 2025 , pentru a acorda timpul necesar adaptării [ fără sursă ] .

Etape

  • În 1999 , primul tunel IPv6 a fost implementat de Ivano Guardini la CSELT , autor al RFC 3053.
  • În 2003 Nihon Keizai Shimbun (așa cum a fost citat de personalul CNET Asia în 2003) a raportat că Japonia , China și Coreea de Sud au anunțat că sunt hotărâți să devină națiunile de frunte în dezvoltarea și utilizarea tehnologiei Internet, începând cu dezvoltarea IPv6 și terminând în 2005 cu adoptarea sa completă.
  • La 20 iulie 2004, ICANN [1] [3] a anunțat integrarea noii versiuni a protocolului Internet în serverele rădăcină care gestionează traficul de rețea. Entuziast Vinton Cerf , tatăl TCP / IP și președintele ICANN care spune: „Stabilitate mai mare pentru marea rețea”. ICANN a anunțat, de asemenea, că serverele de nume de înregistrare IPv6 de tip AAAA pentru codul de țară Top Level Domain (ccTLD) din Japonia (.jp) și Coreea de Sud (.kr) au devenit vizibile în fișierele din zona rădăcină. Server DNS cu numărul de serie 2004072000. se așteaptă ca înregistrările IPv6 pentru Franța (.fr) să fie adăugate în curând. Acest lucru a făcut IPv6 operațional public.
  • La 8 iunie 2011 a fost organizată Ziua Mondială IPv6 [4] în care marile companii au folosit noul protocol pentru o zi și nu au existat probleme speciale în timpul acestui test. [5]
  • La 6 iunie 2012 a fost organizată lansarea mondială IPv6 în timpul căreia unele dintre companiile majore care operează pe web au migrat definitiv către noul protocol. [6]

Descriere

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: saturația IPv4 .

Motivul cel mai presant din spatele adoptării protocolului IPv6 a fost lipsa de spațiu pentru adresarea dispozitivelor din rețea, în special în țările cu populație înaltă din Asia, cum ar fi India și China .

Pe lângă satisfacerea acestei nevoi, IPv6 încorporează unele protocoale care anterior erau separate, cum ar fi ARP , și este capabil să configureze automat unii parametri de configurare a rețelei, cum ar fi gateway-ul implicit. De asemenea, suportă în mod nativ calitatea serviciului și introduce adresarea oricăror difuzări , care permite unui computer din rețea să ajungă automat la cel mai apropiat server disponibil de un anumit tip (un DNS , de exemplu) chiar și fără să știe adresa acestuia în prealabil.

În ceea ce privește marii operatori de telecomunicații, principalele îmbunătățiri sunt:

Aceste trei inovații ușurează foarte mult munca routerelor, îmbunătățind rutare și randament (pachete direcționate pe secundă). Împreună cu IPv6, este definit și ICMPv6, foarte asemănător cu ICMPv4, dar care încorporează vechiul protocol IGMP , preluând și sarcina de a gestiona conexiunile multicast .

IPv6 este a doua versiune a Protocolului Internet care va fi dezvoltată pe scară largă și va sta la baza viitoarei extinderi a Internetului .

Caracteristici

Adresare în IPv6

Aprofundarea

«Dacă întreaga planetă, pământul și apa, ar fi acoperite cu computere, IPv6 ar permite utilizarea Adrese IP pe metru pătrat [...] acest număr este mai mare decât numărul Avogadro . "

( Andrew S. Tanenbaum [7] )

Cea mai notabilă schimbare în tranziția de la IPv4 la IPv6 este lungimea adresei de rețea. Adresa IPv6, așa cum este definită în RFC 2373 și RFC 2374, are 128 de biți lungime, adică 32 de cifre hexazecimale , care sunt utilizate în mod normal în scrierea adresei, așa cum este descris mai jos.

Această modificare aduce numărul de adrese care pot fi exprimate prin IPv6 la 2 128 = 16 32 ≈ 3,4 × 10 38 .

O critică a spațiului de adrese pe 128 de biți este că ar putea fi cu mult supradimensionat . Trebuie considerat că motivul unei adresări atât de mari nu este asociat cu dorința de a asigura un număr suficient de adrese, ci mai degrabă cu încercarea de a remedia fragmentarea spațiului de adrese IPv4, o consecință, printre altele, a limitării spațiului de adrese.adresarea și putina posibilitate de a prevedea cererea de adrese pe termen mediu-lung. Într-adevăr, este posibil ca un singur operator de telecomunicații să fi atribuit numeroase blocuri de adrese necontigue.

Ca și în cazul IPv4, IPv6 necesită, de asemenea, că rutare trebuie efectuată pe baza prefixelor (obiectul rutelor) cu lungime variabilă. În mod normal, aceste prefixe nu depășesc 64 de biți, astfel încât să permită utilizarea celor mai puțin semnificativi 64 de biți cu singurul rol de a identifica un terminal. Acest lucru se aplică și accesului la Internet într-o casă normală, căreia i-ar fi atribuite cel puțin 2 64 (1,8 × 10 19 ) adrese publice, în timp ce pentru companiile care au o structură de rețea împărțită în mai multe segmente LAN, este necesar să se atribuie un nivel egal interval de adresă mai mare (de exemplu, un prefix pe 56 de biți, vezi RFC 6177 ). Primii 10 biți ai adresei IPv6 descriu în general tipul de computer și utilizarea conexiunii ( telefon VoIP , PDA , server de date , telefon mobil etc.)

Această caracteristică eliberează practic protocolul IPv6 din topologia rețelei fizice, permițând, de exemplu, să aibă aceeași adresă IPv6, indiferent de furnizorul de servicii Internet (ISP) pe care îl utilizați (așa-numitul IP personal ), făcând astfel adresa IPv6 similar cu un număr de telefon. Cu toate acestea, aceste noi caracteristici complică rutare IPv6, care trebuie să țină cont de hărți de rutare mai complexe decât IPv4; tocmai noile proprietăți de adresare reprezintă, de asemenea, potențialele tocuri ale lui Ahile ale protocolului.

Notare pentru adrese IPv6

Adresele IPv6 sunt formate din 128 de biți și sunt reprezentate ca 8 grupuri, separate prin două puncte, din 4 cifre hexazecimale (adică 8 cuvinte de câte 16 biți fiecare) în care literele sunt scrise cu litere mici. De exemplu 2001:0db8:85a3:0000:1319:8a2e:0370:7344 reprezintă o adresă IPv6 validă.

Dacă unul dintre grupuri - ca în exemplu - este compus dintr-o succesiune de patru zerouri, acesta poate fi contractat la un singur zero: 2001:0db8:85a3:0:1319:8a2e:0370:7344

Mai mult, o secvență de zerouri adiacente (și numai una) [8] formată din 2 sau mai multe grupuri poate fi contractată cu secvența simplă :: adică 2001:0db8:0000:0000:0000:8a2e:0370:7344 corespunde 2001:0db8:0:0:0:8a2e:0370:7344 sau chiar mai pe scurt 2001:0db8::8a2e:0370:7344

Urmând regulile menționate mai sus, dacă se succed mai multe secvențe similare, este posibil să le omiți pe toate; diferite reprezentări ale aceleiași adrese sunt prezentate mai jos:

 2001: 0db8: 0000: 0000: 0000: 0000: 1428: 57ab
2001: 0db8: 0000: 0000 :: 1428: 57ab
2001: 0db8: 0: 0: 0: 0: 1428: 57ab
2001: 0db8: 0 :: 0: 1428: 57ab
2001: 0db8 :: 1428: 57ab

Totuși 2001:0db8::25de::cade nu este o adresă validă [8] , deoarece nu este posibil să se definească câte secvențe sunt prezente în cele două goluri.

Mai mult, zero-urile din fiecare grup pot fi omise și: 2001:0db8:02de::0e13 corespunde cu 2001:db8:2de::e13

Ultimii 32 de biți pot fi scrise în zecimal (în notație zecimală punctată):

 :: ffff: 192.168.89.9

Este egal cu

 :: ffff: c0a8: 5909

dar diferit de:

 :: 192.168.89.9

sau de la:

 :: c0a8: 5909

făcând astfel sintaxa IPv6 compatibilă cu sintaxa IPv4 cu beneficii evidente.

Forma de scriere ::ffff:1.2.3.4 se numește adresă mapată IPv4 .

Formatul ::1.2.3.4 este o adresă compatibilă cu IPv4 , cu toate acestea utilizarea acestui format nu este recomandată, deoarece a fost depreciată [9]

Adresele IPv4 sunt ușor de transformat în format IPv6. De exemplu, dacă adresa zecimală IPv4 este 135.75.43.52 (în hex, 874B2B34 ), poate fi convertită la 0000:0000:0000:0000:0000:FFFF:874b:2b34 [sau în notație hibridă 0000:0000:0000:0000:FFFF:135.74.43.52 ] sau mai pe scurt ::ffff:874b:2b34 . De asemenea, în acest caz este posibil să se utilizeze notația hibridă ( adresa compatibilă cu IPv4 ), utilizând formularul ::ffff:135.75.43.52 .

Adrese speciale

Au fost definite o serie de adrese cu semnificații particulare. Următorul tabel listează unele dintre ele în notație CIDR .

  • ::/128 - adresa alcătuită din toate zerourile, numită adresă nespecificată [10] , este utilizată pentru a indica absența unei adrese și este utilizată exclusiv la nivel de software, corespunde cu 0.0.0.0 în IPv4;
  • ::1/128 - adresa loopback este o adresă asociată cu dispozitivul de rețea care ecouă toate pachetele adresate acestuia. Corespunde la 127.0.0.1 în IPv4;
  • ::/96 - este folosit pentru a interconecta cele două tehnologii IPv4 / IPv6 în rețelele hibride. Adresele IPv4 compatibile au fost depreciate în favoarea adreselor mapate IPv4;
  • ::ffff:0:0/96 - adresa mapată IPv4 este utilizată în dispozitivele dual stack ;
  • fe80::/10 - prefixul link-local specifică faptul că adresa este validă numai pe legătura fizică specifică;
  • fec0::/10 - prefixul site-local specifică faptul că adresa este validă numai în cadrul organizației locale. Utilizarea acestuia a fost descurajată în septembrie 2004 cu RFC 3879, iar sistemele viitoare nu ar trebui să implementeze suport;
  • fc00::/7 - Prefixul adreselor locale unice (ULA) este valabil numai în cadrul organizației. Utilizarea sa este similară cu clasele private ale versiunii IPv4 (IP-urile ULA nu sunt rotite pe internet). Acestea înlocuiesc adresele site-ului depreciat. Nu există o înregistrare formală a adreselor private la organizațiile RIR, deși există site-uri neinstituționale care țin evidența diferitelor ULA-uri pentru a evita suprapunerea;
  • ff00::/8 - prefixul multicast este utilizat pentru adresele multicast .

Pachetul IPv6

IPv6 pachet , ca orice alt pachet de un alt strat de protocol, este alcătuit din două părți principale: antetul și sarcina utilă .

Antetul este format din primii 40 de octeți ai pachetului și conține 8 câmpuri, cu 5 mai puțin decât IPv4. Câmpurile sunt inserate cu cel mai semnificativ octet plasat primul (notație big-endiană ) și în cadrul octetilor unici bitul cel mai semnificativ este primul (cel cu index 0).

+ Bit 0-3 4-11 12-15 16-23 24–31
0-31 Versiune Clasa de trafic Etichetă de flux
32-63 Lungimea sarcinii utile Următorul antet Limita Hop
64
-
191
Adresa sursă (128 biți)
192
-
319
Adresa de destinație (128 biți)
  • Versiune [4 biți] - Indică versiunea datagramei IP: pentru IPv6, are o valoare de 6 (de unde și numele IPv6).
  • Clasă de trafic [8 biți] - Tradus ca „clasă de trafic”, vă permite să gestionați cozile în funcție de prioritate, atribuind fiecărui pachet o clasă de prioritate față de alte pachete care provin din aceeași sursă. Este utilizat în controlul congestiei .
  • Etichetă de flux [20 biți] - Utilizată de expeditor pentru a eticheta o secvență de pachete ca și cum ar fi în același flux. Sprijină gestionarea QoS (Quality of Service), de exemplu, permițându-vă să specificați ce etichete au undă verde în comparație cu altele. În acest moment, acest domeniu se află încă într-o etapă experimentală.
  • Lungimea sarcinii utile [16 biți] - Aceasta este dimensiunea sarcinii utile, adică numărul de octeți din tot ceea ce vine după antet. Trebuie remarcat faptul că orice extensii de antet (utile de exemplu pentru rutare sau fragmentare) sunt considerate încărcături utile și, prin urmare, sunt calculate în lungimea încărcării. Dacă valoarea sa este de 65.535 octeți, este o dimensiune maximă a pachetului, numită și Jumbogram.
  • Următorul antet [8 biți] - Indică ce tip de antet urmează antetul de bază IPv6. Foarte similar cu câmpul de protocol al antetului IPv4, din care folosește aceleași valori.
  • Hop Limit [8 bit] - Este limita de salturi permise, practic Timpul de trăit . Valoarea sa este redusă cu 1 de fiecare dată când pachetul trece printr-un router: când ajunge la zero este aruncat.
  • Adresa sursă [128 biți] - Indică adresa IP a expeditorului pachetului.
  • Address Address [128 bit] - Indică adresa IP a destinatarului pachetului.

Următoarea parte conține sarcina utilă (sarcina utilă în limba engleză) de-a lungul a minimum 1280 octeți sau 1500 octeți dacă rețeaua acceptă o variabilă MTU . Sarcina utilă poate ajunge la 65.535 octeți în modul standard sau poate fi mai mare în modul „jumbo payload”.

Există două versiuni ușor diferite de IPv6: versiunea inițială (acum învechită, descrisă în RFC 1883 ) diferă de cea curentă (descrisă în RFC 2460 ) pentru un câmp. Aceasta este clasa de trafic a cărei dimensiune a fost mărită de la 4 la 8 biți. Toate celelalte diferențe sunt minime.

IPv6 și sisteme de nume de domeniu

Adresele IPv6 sunt reprezentate în sistemul de nume de domeniu prin înregistrarea AAAA (numită și înregistrare cvadruplă-A) pentru căutarea directă (similar cu înregistrarea A a IPv4); rezoluția DNS inversă se bazează pe zona ip6 .arpa (fostă ip6 .int ). Acest model de funcționare este descris în RFC 3596 .

Schema cvadruplă A este una dintre cele două propuse în faza de proiectare a protocolului IPv6. Propunerea alternativă avea înregistrări A6 pentru căutare inversă și alte inovații, cum ar fi etichete de șiruri de biți și înregistrări DNAME, este descrisă în RFC 2874 (experimental) și în documentele conexe.

Deși schema AAAA este o simplă generalizare a DNS-ului IPv4, schema A6 ar fi fost o extensie mai generică, dar și mai complexă:

  • Înregistrările A6 ar fi permis ca o singură adresă IPv6 să fie împărțită în mai multe secțiuni gestionate în zone diferite. Acest lucru ar fi permis, de exemplu, redistribuirea rapidă a numerotării unei rețele.
  • delegarea adreselor prin utilizarea înregistrărilor NS ar fi fost în mare parte înlocuită cu utilizarea înregistrărilor DNAME (similar cu înregistrările CNAME actuale, dar constituind un întreg arbore de adrese). Acest lucru ar fi permis gestionarea unitară a căutărilor directe și inverse.
  • Un nou tip de date numit etichetă de biți a fost introdus în numele de domenii, în principal în scopuri de căutare inversă.

Schema AAAA a fost standardizată în august 2002 în RFC 3363 (în RFC 3364 sunt evaluate toate avantajele și dezavantajele ambelor scheme propuse).

Trecerea la IPv6

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: tranziția IPV4 / IPV6 .

În iulie 2007, a fost prezentat un proiect Internet care prezintă planul de tranziție pentru transformarea internetului, în principal bazat pe protocolul IPv4, într-o nouă formă bazată în principal pe IPv6. ( Http://www.ripe.net/info/faq / IPv6- deployment.html # 3 ) Deoarece este practic sigur că multe computere vechi vor rămâne online fără a fi actualizate, iar mașinile IPv6 și IPv4 vor coexista în rețea timp de decenii, mecanismul adoptat pentru a gestiona această perioadă de tranziție este așa-numitul dual stack : fiecare sistem de operare care acceptă IPv6 va comunica cu mașinile IPv4 datorită unei a doua stive de protocol IPv4 care funcționează în paralel cu cea IPv6. Când computerul se conectează la o altă mașină de pe Internet, DNS împreună cu adresa de rețea vor comunica și informații despre stiva de utilizat (v4 sau v6) și despre ce protocoale sunt acceptate de cealaltă mașină.

Beneficii:

  • Tranziție ușoară: posibilitatea de a lichida investițiile deja realizate în hardware / software fără a fi nevoie să suporte noi cheltuieli înainte de a fi necesar;
  • Compatibilitate completă între mașini și aplicații vechi și noi;

Dezavantaje:

  • Trebuie să susțineți extensiv IPv4 în Internet și în dispozitivele conectate.
  • A fi accesibil universului IPv4 în timpul fazei de tranziție te obligă să menții o adresă IPv4 sau o formă de NAT în routerele gateway. Prin urmare, se adaugă un nivel de complexitate care face ca disponibilitatea teoretică a adreselor să nu fie imediată.
  • Probleme arhitecturale: în special, nu va fi posibil să se accepte pe deplin IPv6 multihoming .

Mecanisme de tranziție

Până când conectivitatea este disponibilă pe scară largă și acceptată nativ în IPv6 de către infrastructura de rețea, este necesar să se utilizeze un mecanism de transport de pachete IPv6 prin rețeaua IPv4 prin tehnologia de tunelare . Acest lucru poate fi realizat cu:

  • Tuneluri IPv6 peste IPv4 configurate static pentru interconectarea subrețelor IPv6 la distanță.
  • Tunelare automată 6to4 , pentru a interconecta rețelele IPv6 între ele printr-o rețea comună IPv4, Internetul de exemplu. Interconectarea este automată grație automatismului de tunelare 6to4 : are loc direct între rețele cu adresare IPv6 prin 6to4 sau printr-un router de releu 6to4 pentru destinații cu adresă IPv6 nativă.

Aceste tuneluri funcționează prin încapsularea pachetelor IPv6 în pachete IPv4 cu câmpul stratului următor (tip protocol) setat la 41 de unde și numele de proto-41 . În mod similar, ISATAP permite transmiterea traficului IPv6 pe infrastructuri IPv4. Acest protocol folosește și proto-41 .

Când este necesară conectivitatea IPv6 dintr-o rețea ascunsă de un dispozitiv care implementează NAT și care de obicei blochează traficul protocolului 41, este posibil să se utilizeze protocolul Teredo care încapsulează IPv6 în datagrame UDP peste IPv4 . De asemenea, puteți utiliza proxy IPv6-la-IPv4 și IPv6-la-IPv6, deși acestea sunt de obicei specificații ale stratului de aplicație (cum ar fi protocolul HTTP ).

Grupuri de lucru IETF conexe

  • ( EN ) 6bone IPv6 Backbone (încheiat)
  • ( EN ) ipng IP Next Generation (încheiat)
  • ( EN ) ipv6 IP Versiunea 6 (terminat)
  • ( EN ) ipv6mib IPv6 MIB (încheiat)
  • ( EN ) multi6 Site Multihoming în IPv6 (încheiat)
  • ( EN ) v6ops Operațiuni IPv6

Notă

  1. ^ A b(EN) Adresă IPv6 de generație următoare adăugată la zona DNS rădăcină a internetului Depusă la 1 noiembrie 2011 la Internet Archive .
  2. ^ (EN) Pool gratuit de spațiu de adrese IPv4 epuizat pe nro.net. Adus la 13 ianuarie 2012 .
  3. ^ PI: IPv6 a început oficial
  4. ^ Internet Society - Ziua Mondială IPv6 , la worldipv6day.org . Adus la 13 iunie 2011 (arhivat din original la 6 iunie 2011) .
  5. ^ Alfonso Maruccia, Ziua IPv6 a fost un succes. , Punto Informatico , 13 iunie 2011. Accesat la 13 iunie 2011 .
  6. ^ (EN) Lansare IPv6 mondială , pe worldipv6launch.org. Adus pe 19 ianuarie 2012 .
  7. ^ Andrew S. Tanenbaum , Rețele de calculatoare , Pearson, p. 468, ISBN 978-88-7192-182-2 .
  8. ^ a b Secțiunea 4.2 din RFC 5952
  9. ^ (RO) Robert M. Hinden și Stephen E. Deering, RFC 4291 - Arhitectura adresării versiunii IP versiunea 6, secțiunea 2.5.5.1. Adresă IPv6 compatibilă IPv4 , la tools.ietf.org . Adus pe 23 septembrie 2019 .
  10. ^ (RO) Robert M. Hinden, Stephen E. Deering, Arhitectura adresării versiunii IP 6 , pe tools.ietf.org. Adus la 13 februarie 2020 .

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității GND ( DE ) 4462513-3
Telematică Portal telematic : accesați intrări Wikipedia care vorbesc despre rețele, telecomunicații și protocoale de rețea