Что такое IPV6 и зачем он нужен

Рассматриваемый протокол нового типа с каждым годом захватывает все большее количество сегментов в интернете. Его распространение ограничено лишь устаревшим оборудованием.

Оно последнее может поддерживать работу с системой рассматриваемого типа только после проведения серьезной модернизации или же не поддерживает вообще. В этом заключается единственный недостаток версии 6.

Зачем он нужен

Рассматриваемая система позволяет обеспечить каждого жителя Земли большим количеством информационных ресурсов (в размере 5×1028). Это необъятное количество было введено для обеспечения определенной иерархичности. Таким образом, существенно упрощается маршрутизация.

Имеются некоторые особенности, существенно упрощающие работу устройств, осуществляющих маршрутизацию:

• фрагментирование пакетов с данными более не требуется;
• из заголовка IP полностью исключена контрольная сумма.

Именно за счет отсутствия необходимости фрагментирования возрастает скорость обработки данных. Это также является одной из причин внедрения IP v.6 – его использование позволяет существенно снизить нагрузку на сетевое оборудование.

Благодаря исключению контрольной суммы из заголовка (за счет этого уменьшается его длина), отпадает необходимость в её пересчете при получении пакета данных. Что также положительным образом сказывается на скорости работы Интернет-соединения. Таким образом, можно в целом повысить скорость передачи данных за счет снижения количества обрабатываемой информации.

Представление адресов

IP состоит из двух основных составных частей:

• номера сети;
• номера узла.

Формат записи зависит от того, в какой сети он используется. Если сетевое пространство изолировано от глобальной сети Интернет, то администратор выбирает IP из специально зарезервированного диапазона (10.0.0.0/8 или 192.168.0.0/16). В случае, когда локальная сеть является составной частью Интернета, протокол определяется текущим провайдером и представляется в ином формате.

Узловой номер назначается конкретному оборудованию в независимости от локального местоположения узла. Так как маршрутизатор одновременно входит в несколько сетевых пространств. Каждому порту присваивается собственный символьный код.

Запись IP может осуществляться в двух формах:

• десятичной;
• двоичной.

Десятичный способ представления используется только для упрощения представления на экране компьютера для удобства пользователя. Двоичный способ представления отражает непосредственный вид в оперативной памяти компьютера. В среднем длина IP составляет 4 байта. Поэтому если представить его в двоичной форме, то он будет иметь вид 32-х разрядного числа – последовательно расположенных 0 и 1.

IP-адрес 213.128.193.154 после преобразования в двоичную форму будет иметь следующий вид: 11010101 1000000 11000001 10011010. При помощи такого формата представления можно легко определить класс.

Он характеризуется первыми цифрами в двоичном числе, расположенными в начале записи:

1. класс «А» — 0;
2. класс «В» — 10;
3. класс «С» — 110;
4. класс «D» — 1110;
5. класс «Е» — 11110.

Видео: обзор протокола

IP-адреса в IPv6

Существует несколько типов адресов v.6:

1. одноадресные (Unicast);
2. групповые (Anycast);
3. многоадресные (Multicast).

Каждый имеет свои особенности. Пакет, посланный на unicast, всегда достигает в точности того интерфейса, на который был послан. Anycast по своему синтаксису не отличимы от Unicast. Но в отличие от первого они отправляются не конкретному интерфейсу, а целой их группе. Обычно пакет, отправленный определенному устройству, отсылается по первому интерфейсу согласно метрике. Anycast распознаются маршрутизаторами.

Multicast адресуется целой группе интерфейсов. Причем пакет данных всегда достигает каждого интерфейса, присутствующего в перечне. При записи символьного кода отображаются в виде восьми 4-хзначных шестнадцатеричных чисел, все они разделены между собой двоеточием. Каждая группа содержит в себе по четыре символа.

В памяти ПК и иного оборудования адрес выглядит следующим образом:
2001:0db8:11a3:09d8:1f36:8a2e:07a8:765d.

При наличии группы, состоящей из одних нулей, можно заменить её просто двоеточием.

В IP v.6 имеются зарезервированные группы:

1. fc00:: — заменяет собой Site-Local;
2. fec0::feff – диапазон помечен как устаревший;
3. fe80:febf – аналог 169.254.0.0/16 в старом стандарте;
4. 2001:db8:: — используется в качестве примеров для документирования.

Типы и структуры адресов

Структура v.6 может быть самой различной. Также существует большое количество различных их типов.

На данный момент можно выделить следующие разновидности:

• глобальные;
  

  Фото: схема IPv6-адреса

• индивидуальные;
• специальные.

Каждый имеет свои особенности и назначение. Именно в дифференциации заключается самое важное преимущество перед устаревшей версией 4.

Глобальные

Адреса под названием Global Unicast являются аналогом публичных в IP v.4. По большей части все IP v.6 относятся именно к этому классу. Они в обязательном порядке должны быть строго уникальны по всему Интернету. Выдаются они региональными регистраторами IANA. Далее полученные символьные наборы передаются провайдерам. Те, в свою очередь, выдают их клиентам.

Диапазон групп, из которых набирают символьную составляющую, имеют первые три бита, равные «001». Эти данные обозначают, что первый hextet расположен в диапазоне от 2000 до 3FFF. При этом из данной группы следует в обязательном порядке выделить сеть, в которой используются группы из диапазона 2001:0DB8::/32. Он, согласно особой спецификации разработчиков данного протокола, применяется для примеров, документов.

Индивидуальные

Индивидуальный IP v.6 соответствует конкретному интерфейсу в пределах одного сегмента сети. Если действует топология соответствующего типа, то пакеты данных в процессе маршрутизации доставляются на конкретный интерфейс.

Важной особенность индивидуального IP является возможность применять его для обозначения целой группы интерфейсов. При этом маршрутизатор, передающий данные, будет воспринимать всю группу как одно устройство.

Такая особенность применяется с целью сбалансировать нагрузку в документе типа RFC 3513. IP v.6 рассматриваемого типа делится на несколько категорий адресов:

1. глобальные;
2. локальные, предназначенные для одного канала;
3. локальные, предназначенные для сетевого узла;
4. требуемые для совместимости.

Каждый имеет свое собственное предназначение и особенности эксплуатации. Необходимо обязательно это учитывать в процессе использования с различным оборудованием. Особенно это касается устройств, изначально спроектированных для работы с IP v.4.

Специальные

К специальным можно отнести Loopback, имеющего вид ::1. Все пакеты данных, передаваемые на устройство, не попадают за пределы целевого устройства, а возвращаются обратно на уровень IP-протокола. Наборы символов рассматриваемого типа аналогичны v. 4, имеющей вид 127.0.0.1. При помощи стандартной команды ping ::1 можно легко проверить наличие на ПК стековых протоколов TCP/IP.

Отличия IPv4 и IPv6

Всем работникам IT сферы необходимо знать, чем отличается IPV6 от IPV4. Более новая версия протокола имеет только положительные отличия от 4-ой.

К ним стоит отнести следующее:

• увеличенное адресное пространство;
• автоматическое конфигурирование адресов;
• широкополосное вещание;
• ссылочные адреса локального типа;
• джамбограммы;
• улученная безопасность;
• сетевая компактность;
• упрощение работы сетевых маршрутизаторов.

В сети с v.6 адреса присваиваются в автоматическом режиме, без использования дополнительных сервисов, отсутствует необходимость вмешательства программиста. Возможно использование широкополосного вещания для одной подсети. В новой версии протокола используются джамбограммы. Они позволяют увеличить размер пакетов до 4 Гб. Для сравнения: в v.4 используются пакеты, максимальный размер которых всего 64 кБ.

Особое внимание создатели уделили слою безопасности. IPsec реализует аутентификацию и шифрование. Благодаря данной опции, безопасность передаваемых по сети данных выросла в разы.

Использование в URL

IP v.6 можно использовать в качестве обычного URL. Чтобы сделать это, достаточно заключить код в квадратные скобки.

Выгладит это следующим образом:

https://[2001:0db8:85a3:08d3:1320:8a3e:0370:7348]

В конце можно добавить специальное окончание, оно позволит не перепутать номер порта

https://[2001:0db8:85a3:08d3:1320:8a3e:0370:7348]:446/

Также возможно использование сокращенного варианта написания.

Благодаря прогрессу сетевое соединение становится с каждым днем все быстрее и безопаснее, а объемы передаваемых данных – все больше. Возможно это благодаря совершенствованию современного сетевого оборудования, а также протоколов связи. IP v.6 – очередной широкий шаг в мир высоких скоростей и неограниченного использования интернета.

Протокол нового поколения является закономерным этапом развития сети интернет, являющимся следствием высокой его популярности. Протокол IP v.6 позволяет легко обеспечить быструю коммутацию пользователю любого устройства.