Андрей Смирнов
Время чтения: ~21 мин.
Просмотров: 1

Сравнение ipv6 и ipv4 протоколов

Основы адресации IPv6

Существуют различные типы адресов IPv6: одноадресные (Unicast), групповые (Anycast) и многоадресные (Multicast).

Адреса типа Unicast хорошо всем известны. Пакет, посланный на такой адрес, достигает в точности интерфейса, который этому адресу соответствует.

Адреса типа Anycast синтаксически неотличимы от адресов Unicast, но они адресуют группу интерфейсов. Пакет, направленный такому адресу, попадёт в ближайший (согласно метрике маршрутизатора) интерфейс. Адреса Anycast могут использоваться только маршрутизаторами.

Адреса типа Multicast идентифицируют группу интерфейсов. Пакет, посланный на такой адрес, достигнет всех интерфейсов, привязанных к группе многоадресного вещания.

Широковещательные адреса IPv4 (обычно xxx.xxx.xxx.255) выражаются адресами многоадресного вещания IPv6.

Адреса разделяются двоеточиями (напр. fe80:0:0:0:200:f8ff: fe21:67cf). Большое количество нулевых групп может быть пропущено с помощью двойного двоеточия (fe80::200:f8ff: fe21:67cf). Такой пропуск должен быть единственным в адресе.

Переход операторов на стандарт IPv6

Так как свободные IP-адреса на исходе интернет-компаниям придется сделать новые версии сайтов, поддерживающие стандарт IPv6, а операторам связи — модернизировать сети.

Крупные операторы связи уже активно занимаются модернизацией сетей, чтобы были доступны как старые, так и новые IP-адреса. Например, AT&T потратила на это «сотни миллионов долларов», говорит ее вице-президент Дейл Макгенри. Однако пока еще немногие компании переводят свой бизнес на новый протокол.

Для любого оператора полный переход на IPv6 означает затяжной и трудоемкий процесс, поэтому большинство операторов продолжает искать практичные способы облегчения этой задачи. Вовремя подоспевший стандарт 6rd (полное его название – IPv6 Rapid Deployment, т.е. быстрое внедрение протокола IPv6) представляет собой проверенный метод постепенного внедрения IPv6 в крупных сетях. Он уже одобрен для публикации как стандарт IETF для обсуждения (RFC).

МТС переходит на IPv6

В июне 2017 года МТС объявила о переходе на новый сетевой интернет-протокол IPv6, что позволит подключать к глобальной сети неограниченное количество мобильных устройств интернета-вещей (IoT) и решит проблему исчерпания IP-адресов нынешнего протокола IPv4. Поддержка IPv6 в мобильной сети МТС открыта во всех 18 регионах ЦФО, а летом этого года станет доступна на большей части территории России.

Сейчас в интернете для идентификации устройств в основном используется адресация в IPv4. Количество IP-адресов для устройств в этом протоколе составляет в мире порядка 4,3 миллиарда и уже практически исчерпано из-за длины IP-адреса в 32 бита. В адресном пространстве IPv6 задействованы 128 бит, что делает практически бесконечным количество адресуемых в интернете устройств. По прогнозам аналитических агентств, количество подключенных устройств IoT в мире к 2020 году превысит 20 миллиардов и будет далее расти взрывными темпами.

В рамках услуги «Доступ к IPv6» МТС обеспечит плавную миграцию клиентов на новую сетевую архитектуру благодаря параллельному использованию обоих протоколов в режиме «Dual-Stack», когда каждое устройство в мобильной сети будет использовать два IP-адреса — IPv4 и IPv6 — в рамках каждой сессии передачи данных.

Протокол IPv6 поддерживают большинство современных устройств. Для активации смартфона или планшета на ОС Android в сети МТС в режиме Dual-Stack IPv4/IPv6 в настройках необходимо указать точку доступа internet.mts.ru, выбрать протокол APN — IPv4/IPv6 и перезагрузить устройство. В ближайшее время протокол IPv6 можно будет включить и на устройствах Apple.

МТС начала подготовку к внедрению IPv6 около 10 лет назад. Еще в 2008 году на всей магистральной сети МТС в России была запущена поддержка нового протокола. В 2013 году входящая в Группу МТС «Московская городская телефонная сеть» начала предоставлять услуги доступа в интернет с использованием протокола IPv6 на базе оптической сети GPON.

Сравнение с IPv4

Иногда утверждается, что новый протокол может обеспечить до 5·1028 адресов на каждого жителя Земли. Такое большое адресное пространство было введено ради иерархичности адресов (это упрощает маршрутизацию). Тем не менее, увеличенное пространство адресов сделает NAT необязательным. Классическое применение IPv6 (по сети /64 на абонента; используется только unicast-адресация) обеспечит возможность использования более 300 млн IP-адресов на каждого жителя Земли.

Из IPv6 убраны функции, усложняющие работу маршрутизаторов:

  • Маршрутизаторы больше не должны фрагментировать пакет, вместо этого пакет отбрасывается с ICMP-уведомлением о превышении MTU и указанием величины MTU следующего канала, в который этому пакету не удалось войти. В IPv4 размер MTU в ICMP-пакете не указывался, и отправителю требовалось осуществлять подбор MTU техникой . Для лучшей работы протоколов, требовательных к потерям, минимальный MTU поднят до 1280 байт. Фрагментация поддерживается как опция (информация о фрагментации пакетов вынесена из основного заголовка в расширенные) и возможна только по инициативе передающей стороны.
  • Из IP-заголовка исключена контрольная сумма. С учётом того, что канальные (Ethernet) и транспортные (TCP и UDP) протоколы имеют свои контрольные суммы, ещё одна контрольная сумма на уровне IP воспринимается как излишняя. Кроме того, модификация поля hop limit (или TTL в IPv4) на каждом маршрутизаторе в IPv4 приводила к необходимости её постоянного перерасчёта.

Несмотря на больший по сравнению с предыдущей версией протокола размер адреса IPv6 (16 байтов вместо 4), заголовок пакета удлинился всего лишь вдвое: с 20 до 40 байт.

Улучшения IPv6 по сравнению с IPv4:

  • В сверхскоростных сетях возможна поддержка огромных пакетов () — до 4 гигабайт;
  • Time to Live переименовано в Hop Limit;
  • Появились метки потоков и классы трафика;
  • Появилось многоадресное вещание.

Автоконфигурация (Stateless Address Autoconfiguration — SLAAC)

При инициализации сетевого интерфейса ему назначается локальный IPv6-адрес, состоящий из префикса fe80::/10 и идентификатора интерфейса, размещённого в младшей части адреса. В качестве идентификатора интерфейса часто используется 64-битный расширенный уникальный идентификатор , часто ассоциируемый с MAC-адресом. Локальный адрес действителен только в пределах сетевого сегмента канального уровня и используется для обмена информационными ICMPv6-пакетами.

Для настройки других адресов узел может запросить информацию о настройках сети у маршрутизаторов, отправив ICMPv6-сообщение «Router Solicitation» на групповой адрес маршрутизаторов. Маршрутизаторы, получившие это сообщение, отвечают ICMPv6-сообщением «Router Advertisement», в котором может содержаться информация о сетевом префиксе, адресе шлюза, адресах рекурсивных DNS серверов, MTU и множестве других параметров. Объединяя сетевой префикс и идентификатор интерфейса, узел получает новый адрес. Для защиты персональных данных идентификатор интерфейса может быть заменён на псевдослучайное число.

Для большего административного контроля может быть использован DHCPv6, позволяющий администратору маршрутизатора назначать узлу конкретный адрес.

Для провайдеров может использоваться функция делегирования префиксов клиенту, что позволяет клиенту просто переходить от провайдера к провайдеру, без изменения каких-либо настроек.

История создания

IETF назначила новому протоколу версию 6, так как версия 5 была ранее назначена экспериментальному протоколу, предназначенному для передачи видео и аудио.

Исчерпание IPv4-адресов

Основная статья: Исчерпание IPv4-адресов

Оценки времени полного исчерпания IPv4-адресов различались в 2000-х. Так, в 2003 году директор APNIC Пол Уилсон (англ. Paul Wilson) заявил, что, основываясь на темпах развёртывания сети Интернет того времени, свободного адресного пространства хватит на одно—два десятилетия. В сентябре 2005 года Cisco Systems предположила, что пула доступных адресов хватит на 4—5 лет.

3 февраля 2011 агентство IANA распределило последние 5 блоков /8 IPv4 региональным интернет-регистраторам.
На этот момент ожидалось, что общий запас свободных блоков адресов у региональных интернет-регистраторов (RIR) закончится в течение срока от полугода (APNIC) до пяти лет (AfriNIC).

По состоянию на сентябрь 2015 года, об исчерпании общего запаса свободных блоков IPv4-адресов и ограничениях на выдачу новых диапазонов адресов объявили все региональные регистраторы, кроме AfriNIC; ARIN объявил о полном исчерпании свободных IPv4-адресов, а для остальных регистраторов этот момент прогнозируется начиная с 2017 года. Выделение IPv4-адресов в Европе, Азии и Латинской Америке (регистраторы APNIC, RIPE NCC и LACNIC) продолжается блоками /22 (по 1024 адреса)

Тестирование протокола

8 июня 2011 года состоялся Международный день IPv6 — мероприятие по тестированию готовности мирового интернет-сообщества к переходу с IPv4 на IPv6, в рамках которого участвующие в акции компании добавили к своим сайтам IPv6-записи на один день. Тестирование прошло успешно, накопленные данные будут проанализированы и учтены при последующем внедрении протокола и для составления рекомендаций.

Внедрение протокола

Перевод на IPv6 начал осуществляться внутри с 2008 года.
Тестирование IPv6 признано успешным. 6 июня 2012 года состоялся Всемирный запуск IPv6. Интернет-провайдеры включат IPv6 как минимум для 1 % своих пользователей (уже подписались AT&T, Comcast, Free Telecom, Internode, KDDI, Time Warner Cable, XS4ALL). Производители сетевого оборудования активируют IPv6 в качестве настроек по умолчанию в маршрутизаторах (Cisco, D-Link). Веб-компании включат IPv6 на своих основных сайтах (Google, Facebook, Microsoft Bing, Yahoo), а некоторые переводят на IPv6 также корпоративные сети.
В спецификации стандарта мобильных сетей LTE указана обязательная поддержка протокола IPv6.

Способ второй — туннельный брокер 6in4

Тут придется сделать на несколько манипуляций больше.

Нам нужно зарегистрироваться на туннельном брокере HE — https://tunnelbroker.net/

Сложностей там не должно быть.

Второе

Нужно создать туннель.
IPv4 Endpoint (Your side): вписываем свой IP адрес В нашем случае это 82.193.89.206.

Потом выбираем сервер. Тут лучше всего выбрать сервер, который находится ближе всего по маршрутам и до которого пинг наилучший. Проверить можно командой tracert -d

В моем случае лучше всего подходит Warsaw, PL 216.66.80.162. До него всего 9 хопов и 30 ms пинг.
Для сравнения до Johannesburg, ZA 216.66.87.134 пинг под 200 ms и 13 хопов. 

Ради теста я выберу Африку, посмотреть как влияет выбор сервера на скорость.

Нажимаем на «создать туннель» и ждем когда нас перекинет на след. страницу

Немного пояснений.

Server IPv4 addrees — это удаленный адрес тунеля
Server IPv6 addtrss — это шлюз (gateway) для нашего роутера
Client IPv4 address — наш внешний IP адрес на роутере
Client IPv6 address- по сути это будет внешний IP адрес нашего роутера
Routed /64 — это весь блок IP
адресов, которые выдал нам брокер. Они прописываются на LAN
Anycast IPv6 caching name server — это DNS Hurricane Electric IPv6

Немного останавлюсь на Routed /64.

Что бы было немного понятней, представим себе ситуацию с IPv4. Предположим, что наш провайдер выделил нам не один IP адрес, как в случае с нашим 82.193.89.205, а целую кучу IP адресов. Обычно такая куча помечается префиксом — через слеш после IP.
К примеру, если провайдер выдает нам 82.193.89.0/24 — это означает, что мы сможем использовать диапазон IP адресов с 82.193.89.1 — 82.193.89.254. Это 254 IP адреса.
В случае с IPv6 и нашим 2001:470:1f23:ae::/64, означает, что нам доступны любые IP адреса из диапазона 2001:470:1f23:ae:0000:0000:0000:0000 — 2001:470:1f23:ae:ffff:ffff:ffff:ffff. А это целых 18446744073709551616 реальных IP адресов!!!
Один из этих IP адресов должен быть прописан на роутере, на LAN интерфейсе. Этот IP и будет являться шлюзом (gateway) для наших устройств. Что бы не лезть в дебри просто нужно прописать 2001:470:1f23:ae::1

Третье

Настройка роутера. WAN оставляем как в первом варианте, но настраиваем иначе IPv6

В статусе будет так

Проверяем соединение пингом, как и в первом случае ping 2001:4860:4860::8888

Вот несколько ссылок на тесты

Если вдруг…

Если гугол не запинговался, значит что-то пошло не так. Советов не дам, т.к. проблемы могут быть разные, но нужно точно убедиться, что IPv6 протокол на компьютере или другом устройстве включен.
На windows можно проверить полученные настройки от роутера командой ipconfig /all

Там должны присутствовать записи IPv6 Address и начинаться они в одном и случаев будут на 2002:

Если их нет, значит надо проверить включен ли IPv6 протокол.
Пишем в «run» команду ncpa.cpl, открываем свойства адаптера, как правило это Local Area Connection, и находим Internect Protocol Version 6. Ставим галочку если ее нет.

Может случиться так, что протокол не установлен. В этом случае его нужно установить нажав на кнопку install.

В мобильных телефонах, в частности Android, протокол уже установлен, и телефон должен на 90% заработать.

История

В последнее время интернет-протоколы, встроенные в современные системы, основаны на более сложных и запутанных технологиях, основанных на разработках протокола NCP (Программа сетевого управления) ARPANET (Advanced Research and Project Agency Network). Винтон Серф и Роберт Кан известны как предки протокола TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). Работая с TCP, IP был представлен как датаграмма, которая не полагалась на подключенный протокол, а содержала заголовок и полезную нагрузку. Заголовок шифрует адреса источника и назначения пакета данных, в то время как полезная нагрузка переносит фактические данные. Серф и Кан сотрудничали с Министерством обороны США в опросе первой основной версии IP-адреса, которая до сих пор широко используется — IPv4.

В частности, IPv4 был впервые применен в 1983 году для производства ARPANET. IPv4 описан в публикации IETF RFC 791 в 1981 г., заменяющей более раннее определение, данное в 1980 г. Однако правительство США пришло к пониманию того, что IPv4 адрес представляет собой ограниченный набор адресов, всего около 4 миллиардов возможных комбинаций, для 7 миллиардов человек в мире, и начало с более новой версии, которая в настоящее время интегрируется в существующие сети — IPv6. Когда IPv6 предназначался для замены IPv4, IPv6 стал проектом стандарта IETF в 1998 году. Впоследствии, 14 июля 2017 года, он был ратифицирован в качестве интернет-стандарта.

Что такое IPv6 и зачем он нужен лично мне?

Протокол IP был разработан в передовой исследовательской лаборатории. Четвертой версии этого протокола (IPv4) предшествовало несколько более ранних версий, но именно IPv4 приобрел в 1980-1990 годы коммерческую популярность и продолжает активно использоваться до сих пор. Новая версия – IPv6 – была разработана для решения ряда проблем своего предшественника. Главная из них – ограниченное адресное пространство. IPv4 поддерживает 4,3 миллиарда уникальных глобальных адресов, и это ограничение не менялось с момента появления данной версии в 1981 году. Поскольку Интернет стал неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, переход с IPv4 на IPv6 должен проходить гладко и незаметно для пользователей. Задача важная и непростая. Ее можно уподобить незаметной для пассажиров смене колес на высокоскоростном поезде. Кем бы вы ни были: ИТ-специалистом, любителем новых технологий или руководителем компании, – вам необходимо осознать проблему ограниченного адресного пространства IPv4 и начать переход к IPv6, тем более, что мир уже совершает такой переход. Он окажет огромное влияние на будущий рост и развитие Интернета в интересах миллиардов людей, использующих глобальную сеть в повседневной жизни для работы, учебы и отдыха.

Использование IPv6

В феврале 2011 г., по данным , только менее 0,25% пользователей выходят в интернет с помощью IPv6.

Некоторые сайты, в том числе и , уже поддерживают IPv6, но на отдельном наборе Web-адресов. 8 июня 2011 г. Google включило поддержку IPv6 на своих главных адресах: www.google.com и www.youtube.com.

По данным Google’s IPv6 Statistics, 17 ноября 2012 года количество пользовательских действий на веб-сайтах в нативной среде IPv6 впервые в истории достигло 1 процента. На первый взгляд, эта цифра не впечатляет, но для такой обширной сети, как Интернет, где к 2016 году будет насчитываться 19 млрд активных фиксированных и мобильных сетевых соединений, даже один процент составляет внушительный показатель. Миллиарды приложений, устройств, маршрутизаторов и коммутаторов, составляющих Интернет, подключены между собой таким образом, что если на всем маршруте между пользователем и источником контента хотя бы одно устройство не поддерживает IPv6, вся система автоматически откатывается на IPv4. Это сделано для поддержки непрерывной работы Интернета в процессе перехода на новый протокол. В результате все преимущества сквозной передачи трафика по каналам IPv6 станут доступны лишь после того, как IPv6 станут поддерживать все без исключения звенья сетевой цепочки.

Чтобы лучше понять, как идет процесс модернизации каждого компонента, Cisco использует несколько важнейших индикаторов и статистику внедрения IPv6 в разных регионах. Все эти данные собираются интерактивным инструментом, работающим на сайте 6lab.cisco.com, где можно ознакомиться с ходом внедрения IPv6 с разных точек зрения. С помощью этого интерактивного инструмента вы можете `заглянуть` в любую страну, чтобы получить представление о том, как там идет процесс перехода на протокол IPv6. К примеру, наведя курсор на Соединенные Штаты Америки, вы увидите, что в этой стране 57 процентов сетей, выступающих как транзитные сети IPv4, уже поддерживают и IPv6. Вы также увидите, что, по оценке компании , численность американских пользователей, работающих с IPv6, на 1,93 процента превышает среднемировой уровень и что средний американец, работая в Интернете, 45 процентов времени проводит на сайтах, поддерживающих IPv6. Кроме того, на сайте 6lab.cisco.com вы можете познакомиться с методологией, использованной для составления рейтингов и определения процентных показателей.

В 2007 году, когда Google впервые опубликовал метрики IPv6, частота нативного использования IPv6 составляла всего 0,04 процента. За последние пять лет совместными усилиями наша отрасль увеличила этот показатель на 2 500 процентов, заодно увеличив количество пользователей Интернета на 1 млрд человек. Все это было достигнуто во многом благодаря таким событиям, как Всемирный день IPv6 в 2011 году и Всемирный день IPv6 в 2012 году. При планировании всемирного запуска IPv6 я имел честь работать с другими отраслевыми лидерами и «Обществом Интернета»1.

Дополнительная информация

В завершение некоторые нюансы для начинающих пользователей. Нередко приходится встречать следующую ситуацию: пользователь считает, что «Частная» или «Домашняя сеть» — это более безопасно, чем «Общедоступная» или «Общественная» и именно по этой причине хочет изменить тип сети. Т.е. предполагает, что под общедоступностью понимается то, что доступ к его компьютеру может появиться у кого-то постороннего.

На самом деле всё обстоит ровно наоборот: при выборе «Общедоступная сеть» Windows 10 применяет более безопасные параметры, отключая обнаружение компьютера, общий доступ к файлам и папкам.

Выбирая «Общедоступная», вы сообщаете системе, что эта сеть контролируется не вами, а потому может представлять угрозу. И наоборот, при выборе «Частная», предполагается, что это ваша личная сеть, в которой работают только ваши устройства, а потому включается сетевое обнаружение, общий доступ к папкам и файлам (что, например, дает возможность воспроизводить видео с компьютера на вашем ТВ, см. DLNA сервер Windows 10).

Одновременно с этим, если ваш компьютер подключен к сети напрямую кабелем провайдера (т.е. не через Wi-Fi роутер или иной, ваш собственный, маршрутизатор), я бы рекомендовал включать «Общественная сеть», так как несмотря на то, что сеть «находится дома», она не является домашней (вы подключены к оборудованию провайдера к которому, как минимум, подключены и другие ваши соседи и в зависимости от настроек маршрутизатора провайдером они теоретически могут получить доступ к вашим устройствам).

При необходимости, вы можете отключить сетевое обнаружение и общий доступ к файлам и принтерам и для частной сети: для этого в центре управления сетями и общим доступом нажмите слева «Изменить дополнительные параметры общего доступа», а затем задайте необходимые настройки для профиля «Частная».

Windows 10

Настройка сети

Если вам оказалась полезна или просто понравилась эта статья, тогда не стесняйтесь — поддержите материально автора. Это легко сделать закинув денежек на Яндекс Кошелек № 410011416229354. Или на телефон +7 918-16-26-331.

Даже небольшая сумма может помочь написанию новых статей

Или поделитесь ссылкой на эту статью со своими друзьями.

В этой статье будут описаны четыре способа изменения типа сети (расположения сети) в Windows 10.

В операционных системах Windows, начиная с версии Vista, используются различные сетевые профили для обеспечения большей сетевой безопасности. В Windows 7 были профили «Общедоступная сеть» и «Домашняя сеть». Начиная с Windows 8 профиль «Домашняя сеть» переименовали в «Частная сеть».

Профиль «Общедоступная сеть» накладывает большее количество ограничений на передачу данных по сети. Например, в общедоступной сети нельзя создать домашнюю группу. Профиль «Частная сеть» имеет меньше таких ограничений.

Технически, каждый из этих профилей это набор настроек брандмауэра и локальных политик безопасности.

Откройте «Центр управления сетями» (правая кнопка на значке сети в трее) и вы увидите там:

На этой иллюстрации выделено имя сети (Сеть 2) и ее тип — общедоступная. В терминологии, используемой Microsoft, тип сети называется «сетевое расположение». То есть везде в интерфейсе Windows подписи типа «сетевое расположение Общедоступная» или «сетевое расположение Частная».

По умолчанию, при создании новой сети, Windows присваивает ей профиль «Общедоступная сеть». Когда вы подключаетесь к какой-либо сети, Windows 10 выдает вот такой запрос:

Если нажать кнопку «Да», то сети будет присвоен тип «Частная». Но если нажать кнопку «Нет» или игнорировать этот запрос, тогда Windows 10 присвоит этой сети тип «Общедоступная».

Если через сеть только Интернет проходит, то разницы нет какой тип сети. И даже предпочтительно использовать профиль «Общедоступная сеть», потому, что он более безопасный.

Однако, при соединении компьютеров в локальную сеть, ее тип уже имеет значение. Может потребоваться смена профиля сети с «Общедоступной» на «Частную» для уменьшений ограничений по передаче данных в этой сети. Под передачей данных подразумевается передача файлов между компьютерами, разделение общих ресурсов, как например принтер.

На Windows 7 изменить тип сети можно было непосредственно в «Центре управления сетями», но в Windows 10 этой возможности нет. Если нужно изменить тип сети под Windows 10 это нужно делать по-другому.

Есть несколько вариантов.

Функциональность

IPv4 использует 32-битную схему адресов, позволяющую использовать от 2 до 32 адресов или чуть более 4 миллиардов адресов. Это основано на модели «лучшее усилие». Модель обеспечивает исключение дублирования поставок. Все эти аспекты решаются на верхнем транспортном уровне. Эта версия IP-адреса используется в качестве основы интернета и устанавливает все правила и положения для компьютерных сетей, которые функционируют по принципу пакетного обмена. Ответственность этого протокола заключается в установлении соединений между компьютерными устройствами, серверами и мобильными устройствами, которые основаны на IP-адресах. При обмене информацией в IPv4 она осуществляется с помощью IP-пакетов. IP-пакет разделен на два больших поля, а именно заголовок и поле данных

Поле данных используется для передачи важной информации, а заголовок содержит все функции протокола

IPv4 функционирует на сетевом уровне стека протоколов TCP или IP. Его основной задачей в основном является передача блоков данных от узла отправки к узлу назначения, где отправители и получатели являются компьютерами, которые однозначно идентифицированы по адресам Интернет-протокола. Хорошим моментом в IP-адресе является то, что он используется в качестве уникального идентификатора для вычислительных устройств, подключенных к локальной сети или Интернету. Обычно он используется для адресации и передачи данных по сети. Без этого устройство не может определить, где на самом деле передаются данные. Все устройства, работающие по сети, такие как компьютерные устройства, сетевые принтеры, телефоны, серверы и т.д., действительно нуждаются в собственном сетевом адресе.

Адреса IP несколько похожи на паспортные данные. IPv4-адреса, в большинстве случаев, записываются способом с 4 десятичными числами от 0 до 255 и разделены точкой.

Например: 172.128.1.2.

Существует минимальный адрес и максимальный адрес; возможный минимальный адрес — 0.0.0.0.0, а максимальный — 255.255.255.255.255. Без этого IP-адреса устройство не будет идентифицировано в сети и не сможет обмениваться информацией с другими устройствами в частной или публичной сети.

Кроме того, эта версия IP-адреса работает на сетевом уровне модели OSI и на уровне интернета модели TCP или IP. Это дает IP-адресу ответственность за идентификацию узла на основе логических адресов и маршрутизацию данных между ними по основной сети. Этот IP-адрес, имеющий 3-уровневый протокол, получает сегменты данных с 4-го уровня, которым является транспорт, и делит их на так называемый пакет. IP-пакет инкапсулирует блок данных, полученный с вышестоящего уровня, и добавляет свою собственную информацию заголовка.

Метки потоков

Введение в протоколе IPv6 поля «Метка потока» позволяет значительно упростить процедуру маршрутизации однородного потока пакетов. Поток — это последовательность пакетов, посылаемых отправителем определённому адресату. При этом предполагается, что все пакеты данного потока должны быть подвергнуты определённой обработке. Характер данной обработки задаётся дополнительными заголовками.

Допускается существование нескольких потоков между отправителем и получателем. Метка потока присваивается узлом-отправителем путём генерации псевдослучайного 20-битного числа. Все пакеты одного потока должны иметь одинаковые заголовки, обрабатываемые маршрутизатором.

При получении первого пакета с меткой потока маршрутизатор анализирует дополнительные заголовки, выполняет предписанные этими заголовками функции и запоминает результаты обработки (адрес следующего узла, опции заголовка переходов, перемещение адресов в заголовке маршрутизации и т. д.) в локальном кэше. Ключом для такой записи является комбинация адреса источника и метки потока. Последующие пакеты с той же комбинацией адреса источника и метки потока обрабатываются с учётом информации кэша без детального анализа всех полей заголовка.

Время жизни записи в кэше составляет не более 6 секунд, даже если пакеты этого потока продолжают поступать. При обнулении записи в кэше и получении следующего пакета потока пакет обрабатывается в обычном режиме, и для него происходит новое формирование записи в кэше. Следует отметить, что указанное время жизни потока может быть явно определено узлом отправителем с помощью протокола управления или опций заголовка переходов и может превышать 6 секунд.

Обеспечение безопасности в протоколе IPv6 осуществляется с использованием протокола IPsec, поддержка которого является обязательной для данной версии протокола.

Основы адресации IPv6

Существуют различные типы адресов IPv6: одноадресные (Unicast), групповые (Anycast) и многоадресные (Multicast).

Адреса типа Unicast хорошо всем известны. Пакет, посланный на такой адрес, достигает в точности интерфейса, который этому адресу соответствует.

Адреса типа Anycast синтаксически неотличимы от адресов Unicast, но они адресуют группу интерфейсов. Пакет, направленный такому адресу, попадёт в ближайший (согласно метрике маршрутизатора) интерфейс. Адреса Anycast могут использоваться только маршрутизаторами.

Адреса типа Multicast идентифицируют группу интерфейсов. Пакет, посланный на такой адрес, достигнет всех интерфейсов, привязанных к группе многоадресного вещания.

Широковещательные адреса IPv4 (обычно xxx.xxx.xxx.255) выражаются адресами многоадресного вещания IPv6. Крайние адреса подсети IPv6 (например, xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:0:0:0:0 и xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:ffff:ffff:ffff:ffff для подсети /64) являются полноправными адресами и могут использоваться наравне с остальными.

Группы цифр в адресе разделяются двоеточиями (например, fe80:0:0:0:200:f8ff:fe21:67cf). Незначащие старшие нули в группах могут быть опущены. Большое количество нулевых групп может быть пропущено с помощью двойного двоеточия (fe80::200:f8ff:fe21:67cf). Такой пропуск должен быть единственным в адресе.

Типы Unicast-адресов

Глобальные

Соответствуют публичным IPv4-адресам. Могут находиться в любом не занятом диапазоне. В настоящее время региональные интернет-регистраторы распределяют блок адресов 2000::/3 (с 2000:: по 3FFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF).

Link-Local

Соответствуют автосконфигурированным с помощью протокола APIPA IPv4 адресам. Начинаются с FE80:.
Используется:

  1. В качестве исходного адреса для Router Solicitation(RS) и Router Advertisement(RA) сообщений, для обнаружения маршрутизаторов.
  2. Для обнаружения соседей (эквивалент ARP для IPv4).
  3. Как next-hop-адрес для маршрутов.

Unique-Local

Типы Multicast-адресов

Адреса мультикаст бывают двух типов:

  • Назначенные (Assigned multicast) — специальные адреса, назначение которых предопределено. Это зарезервированные для определённых групп устройств мультикастовые адреса. Отправляемый на такой адрес пакет будет получен всеми устройствами, входящими в группу.
  • Запрошенные (Solicited multicast) — остальные адреса, которые устройства могут использовать для прикладных задач. Адрес этого типа автоматически появляется, когда на некотором интерфейсе появляется юникастовый адрес. Адрес формируется из сети FF02:0:0:0:0:1:FF00::/104, оставшиеся 24 бита — такие же, как у настроенного юникастового адреса.
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации