IPv6

IPv6 er versjonen av Internett-protokollen som er utpekt som etterfølgeren til IPv4 . Denne protokollen introduserer noen nye tjenester og forenkler konfigurasjonen og administrasjonen av IP-nettverk betydelig .

Den viktigste funksjonen er den større adresseplassen:

Ved å kvantifisere med et eksempel, for hver kvadratmeter av jordens overflate, er det 655 570 793 348 866 943 898 599 unike IPv6-adresser (dvs. 655 571 milliarder eller 655 billioner ), men bare 0,0000007 IPv 4 millioner (7i.4 millioner IP) per kvadratmeter. For å gi en ide om mengdene som er i bruk, hvis man sammenligner enkeltadressen med en Quark (størrelse i størrelsesorden 1 attometer ), med IPv4 vil diameteren til DNA- spiralen nås (på noen få nanometer), mens med IPv6 ville den nå sentrum av Melkeveien fra jorden (tre titalls årtusener-lys). Den storstilte bruken av IPv6 og dermed formatet for IP-adresser ville løse problemet medutmattelse av IPv4-adresser .

Historie

ICANN gjorde tilgjengelig [1] IPv6 - protokollen på rotnavneservere fra 20. juli 2004 , men først fra 4. februar 2008 begynte den å sette inn de første IPv6-adressene i navneløsningssystemet. 3. februar 2011 tildelte IANA de siste blokkene med IPv4-adresser til de 5 RIR -ene (en blokk / 8 hver) [2] , selv om IPv4-protokollen vil bli brukt til ca. 2025 , for å gi nødvendig tid til å tilpasse seg .

Stadier

Beskrivelse

Den mest presserende årsaken bak bruken av IPv6-protokollen har vært mangelen på plass for adressering av enheter på nettverket, spesielt i høyt befolkede land i Asia som India og Kina .

I tillegg til å møte dette behovet, inneholder IPv6 noen protokoller som tidligere var separate, for eksempel ARP , og kan automatisk konfigurere noen nettverkskonfigurasjonsparametere, for eksempel standard gateway. Den støtter også kvaliteten på tjenesten og introduserer anycast -adressering , som lar en datamaskin på nettverket automatisk nå den nærmeste tilgjengelige serveren av en gitt type (for eksempel en DNS ) selv uten å vite adressen på forhånd.

Når det gjelder de store teleoperatørene, er de viktigste forbedringene:

Disse tre innovasjonene letter arbeidet til rutere, og forbedrer ruting og gjennomstrømning (pakker rutet per sekund). Sammen med IPv6 er også ICMPv6 definert, veldig lik ICMPv4 , men som inneholder den gamle IGMP -protokollen , og tar også på seg oppgaven med å administrere multicast -tilkoblinger .

IPv6 er den andre versjonen av Internett-protokollen som er bredt utviklet og vil danne grunnlaget for den fremtidige utvidelsen av Internett .

Funksjoner

Adressering i IPv6

Utdyping

"Hvis hele planeten, land og vann, var dekket med datamaskiner, ville IPv6 tillate at IP-adresser ble brukt per kvadratmeter [...] dette tallet er større enn Avogadros tall ."

( Andrew S. Tanenbaum [7] )

Den mest bemerkelsesverdige endringen i overgangen fra IPv4 til IPv6 er lengden på nettverksadressen. IPv6-adressen, som definert i RFC 2373 og RFC 2374 , er 128 biter lang, dvs. 32 heksadesimale sifre , som vanligvis brukes til å skrive adressen som beskrevet nedenfor.

Denne endringen bringer antallet adresser som kan uttrykkes ved IPv6 til 2 128 = 16 32 ≈ 3,4 × 10 38 .

En kritikk av 128-biters adresseplass er at det kan være enormt overdimensjonert . Det må vurderes at årsaken til en så stor adressering ikke skal være knyttet til ønsket om å sikre et tilstrekkelig antall adresser, men snarere med forsøk på å avhjelpe fragmenteringen av IPv4-adresserommet, en konsekvens bl.a. av begrensning av adresserommet, adressering og den lille muligheten for å forutse forespørselen om adresser på mellomlang sikt. Det er faktisk mulig at en enkelt telekommunikasjonsoperatør har tildelt flere ikke-sammenhengende adresseblokker.

Som med IPv4, krever IPv6 også at ruting gjøres på grunnlag av prefikser (objektet for rutene) med variabel lengde. Normalt er disse prefiksene ikke lenger enn 64 biter, for å tillate bruk av de minst signifikante 64 bitene med den eneste rollen å identifisere en terminal. Dette gjelder også Internett-tilgang i et vanlig hjem, som det vil være tildelt minst 2 64 (1,8 × 10 19 ) offentlige adresser til, mens det for selskaper som har en nettverksstruktur delt inn i flere LAN-segmenter er nødvendig å tildele en jevn større adressespenn (f.eks. et 56-biters prefiks, se RFC 6177 ). De første 10 bitene av IPv6-adressen beskriver generisk typen datamaskin og dens bruk av tilkoblingen ( VoIP -telefon , PDA , dataserver , mobiltelefon, etc.)

Denne funksjonen frigjør praktisk talt IPv6-protokollen fra topologien til det fysiske nettverket, og lar for eksempel ha den samme IPv6-adressen uavhengig av den bestemte Internett-leverandøren (ISP) du bruker (den såkalte personlige IP -adressen ) og gjør dermed IPv6-adressen ligner på et telefonnummer. Disse nye funksjonene kompliserer imidlertid IPv6- ruting som må ta hensyn til mer komplekse rutingkart enn IPv4; nettopp de nye egenskapene ved adressering representerer også protokollens potensielle akilleshæl.

Notasjon for IPv6-adresser

IPv6-adresser består av 128 biter og er representert som 8 grupper, atskilt med kolon, med 4 heksadesimale sifre (dvs. 8 ord på 16 biter hver) der bokstavene er skrevet med små bokstaver. Den 2001:0db8:85a3:0000:1319:8a2e:0370:7344representerer for eksempel en gyldig IPv6-adresse.

Hvis en av gruppene - som i eksemplet - er sammensatt av en sekvens på fire nuller, kan den trekkes sammen til en enkelt null:2001:0db8:85a3:0:1319:8a2e:0370:7344

Videre kan en sekvens av sammenhengende nuller (og bare én) [8] som består av 2 eller flere grupper, trekkes sammen med den enkle sekvensen ::eller 2001:0db8:0000:0000:0000:8a2e:0370:7344tilsvarer 2001:0db8:0:0:0:8a2e:0370:7344eller enda kortere til2001:0db8::8a2e:0370:7344

Hvis flere lignende sekvenser følger etter de nevnte reglene, er det mulig å utelate dem alle; ulike representasjoner av samme adresse er vist nedenfor:

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

Det 2001:0db8::25de::cadeer imidlertid ikke en gyldig adresse [8] , siden det ikke er mulig å definere hvor mange sekvenser som er tilstede i de to hullene.

I tillegg kan de innledende nullene i hver gruppe også utelates: 2001:0db8:02de::0e13tilsvarer2001:db8:2de::e13

De siste 32 bitene kan skrives med desimal (med stiplet desimalnotasjon):

 :: ffff: 192.168.89.9

Det er lik

 :: ffff: c0a8: 5909

men forskjellig fra:

 :: 192.168.89.9

eller fra:

 :: c0a8: 5909

dermed gjør IPv6-syntaksen bakoverkompatibel med IPv4-syntaksen med åpenbare fordeler.

Skriveformen ::ffff:1.2.3.4kalles IPv4-tilordnet adresse .

Formatet ::1.2.3.4er en IPv4-kompatibel adresse , men bruk av dette formatet anbefales ikke da det er utdatert [9]

IPv4 - adresser transformeres enkelt til IPv6-format. For eksempel, hvis IPv4 desimaladressen er 135.75.43.52(i heksadesimal, 874B2B34), kan den konverteres til 0000:0000:0000:0000:0000:FFFF:874b:2b34[eller hybridnotasjon 0000:0000:0000:0000:0000:FFFF:135.75.43.52] eller kortere ::ffff:874b:2b34. Også i dette tilfellet er det mulig å bruke hybridnotasjonen ( IPv4-kompatibel adresse ), ved å bruke skjemaet ::ffff:135.75.43.52.

Spesielle adresser

En rekke adresser med spesiell betydning er definert. Tabellen nedenfor viser noen av dem i CIDR-notasjon .

IPv6-pakken

IPv6- pakken består , som enhver annen pakke av et annet protokolllag, av to hoveddeler: overskriften og nyttelasten .

Overskriften består av de første 40 bytene av pakken og inneholder 8 felt, 5 mindre enn IPv4. Feltene settes inn med den mest signifikante byten plassert først ( big-endian notation ) og innenfor enkeltbytene er den mest signifikante biten den første (den med indeks 0).

+ Bit 0–3 4-11 12-15 16-23 24–31
0-31 Versjon Trafikkklasse Flytetikett
32-63 Lengde på nyttelast Neste overskrift Hoppgrense
64
-
191
Kildeadresse (128 bit)
192
-
319
Destinasjonsadresse (128 bit)

Den neste delen inneholder nyttelasten (nyttelasten på engelsk) minst 1280 byte eller 1500 byte lang hvis nettverket støtter en variabel MTU . Nyttelasten kan nå 65 535 byte i standardmodus, eller den kan være større i "jumbo nyttelast"-modus.

Det er to litt forskjellige versjoner av IPv6: den opprinnelige versjonen (nå foreldet, beskrevet i RFC 1883 ) er forskjellig fra den nåværende (beskrevet i RFC 2460 ) for ett felt. Dette er trafikkklassen hvis størrelse er økt fra 4 til 8 biter. Alle andre forskjeller er minimale.

IPv6 og domenenavnsystemer

IPv6-adressene er representert i domenenavnsystemet av AAAA-posten (også kalt quadruple-A-posten) for foroveroppslag (ligner A Record of IPv4); omvendt DNS-oppløsning er avhengig av sonen ( tidligere ). Dette driftsmønsteret er beskrevet i RFC 3596 . ip6.arpaip6.int

Quadruple A-ordningen er en av de to foreslåtte i designfasen av IPv6-protokollen. Det alternative forslaget hadde A6-poster for omvendt oppslag og andre innovasjoner som bitstrengetiketter og DNAME-poster er beskrevet i RFC 2874 (eksperimentell) og relaterte dokumenter.

Selv om AAAA-ordningen er en enkel generalisering av IPv4 DNS, ville A6-ordningen vært en mer generisk, men også mer kompleks utvidelse:

AAAA-ordningen ble standardisert i august 2002 i RFC 3363 ( alle fordeler og ulemper ved begge foreslåtte ordninger er evaluert i RFC 3364 ).

Overgangen til IPv6

Et Internett-utkast ble presentert i juli 2007 som presenterer overgangsplanen for å transformere Internett, hovedsakelig basert på IPv4 -protokoll, til en ny form hovedsakelig basert på IPv6. ( Http://www.ripe.net/info/faq/IPv6-deployment .html#3 Arkivert 17. august 2011 på WebCite .) Siden det er praktisk talt sikkert at mange gamle datamaskiner vil forbli online uten å bli oppdatert, og IPv6- og IPv4-maskiner vil eksistere side om side på nettverket i flere tiår, er mekanismen som er tatt i bruk for å håndtere denne overgangsperioden er den såkalte doble stacken : hvert operativsystem som støtter IPv6 vil kommunisere med IPv4-maskiner takket være en andre stabel med IPv4-protokoller som opererer parallelt med IPv6-en. Når datamaskinen kobles til en annen maskin på Internett, vil DNS sammen med nettverksadressen også kommunisere informasjon om hvilken stack som skal brukes (v4 eller v6) og hvilke protokoller som støttes av den andre maskinen.

Fordeler:

Ulemper:

Overgangsmekanismer

Inntil tilkobling er allment tilgjengelig og naturlig støttet i IPv6 av nettverksinfrastrukturen, er det nødvendig å bruke en IPv6-pakketransportmekanisme over IPv4-nettverket gjennom tunnelteknologi . Dette kan oppnås med:

Disse tunnelene fungerer ved å kapsle inn IPv6-pakker i IPv4-pakker med neste-lags -feltet (protokolltype) satt til 41, derav navnet på proto-41 . Tilsvarende tillater ISATAP overføring av IPv6-trafikk over IPv4-infrastrukturer. Denne protokollen bruker også proto-41 .

Når IPv6-tilkobling kreves fra et nettverk skjult av en enhet som implementerer NAT og som vanligvis blokkerer trafikken til protokoll 41, er det mulig å bruke Teredo -protokollen som innkapsler IPv6 i UDP -datagrammer over IPv4 . Det er også mulig å bruke IPv6-til-IPv4 og IPv6-til-IPv6 proxyer, selv om disse vanligvis er applikasjonslagsspesifikke (som HTTP - protokollen ).

Relaterte IETF-arbeidsgrupper

IPv6 i Italia

I følge statistikk levert av Google hadde Italia en IPv6-adopsjonsrate på 5,29 % i januar 2022.

Merknader

  1. ^ a b ( EN ) Neste generasjons IPv6-adresse lagt til Internetts rot-DNS-sone (arkivert fra den opprinnelige url - en 1. november 2011) .
  2. ^ Gratis pool med IPv4 - adresseplass er oppbrukt , på nro.net .
  3. ^ PI: IPv6 startet offisielt .
  4. ^ Internet Society - World IPv6 Day , på worldipv6day.org . Hentet 13. juni 2011 (arkivert fra originalen 6. juni 2011) .
  5. ^ Alfonso Maruccia, IPv6-dagen var en suksess. , Punto Informatico , 13. juni 2011. Hentet 13. juni 2011 .
  6. ^ World IPv6 Launch , på worldipv6launch.org . Hentet 19. januar 2012 .
  7. ^ Andrew S. Tanenbaum , Computer Networks , Pearson, s. 468, ISBN 978-88-7192-182-2 .  
  8. ^ a b Del 4.2 . av RFC 5952
  9. ^ Robert M. Hinden og Stephen E. Deering, RFC 4291 - IP versjon 6 adresseringsarkitektur , seksjon 2.5.5.1. IPv4-kompatibel IPv6-adresse , på tools.ietf.org . Hentet 23. september 2019 .
  10. ^ Robert M. Hinden , Stephen E. Deering, IP versjon 6 adressering arkitektur , på tools.ietf.org . Hentet 13. februar 2020 .
  11. ^ Fastweb er den første leverandøren i Italia som tilbyr kunder de nye IPv6 Internett-adresseneFastweb.it . Hentet 13. februar 2021 .
  12. ^ IPv6-protokoll - INTERNETT: Spørsmål og svar - Teknisk assistanse 187 Alice Telecom Italia. , på assistenzatecnica.tim.it , 6. august 2020. Hentet 13. februar 2021 (arkivert fra originalen 6. august 2020) .
  13. ^ ISP IPV6-SITUASJON I ITALIA. , på docs.google.com 31. januar 2022.
  14. ^ IPv6-Only med MAP-T Sky Italia –AS210278 , på ripe.net .
  15. ^ a b c d e f g ISP IPV6-SITUASJON I ITALIA. , på docs.google.com .
  16. ^ Iliad TURRIS KONFIGURASJON ( PDF ), på iliad.it .

Bibliografi

Relaterte elementer

Andre prosjekter

Eksterne lenker