Kas nepareizi ar IPv4 un kāpēc mēs pārejam uz IPv6


Aptuveni pēdējos 10 gadus šis ir gads, kad IPv6 kļūs plaši izplatīts. Tas vēl nav noticis. Līdz ar to ir maz plašu zināšanu par to, kas ir IPv6, kā to izmantot vai kāpēc tas ir neizbēgams.

Kas ir nepareizs ar IPv4?

Kopš RFC 791 publicēšanas 1981. gadā mēs izmantojam IPv4 . Tajā laikā datori bija lieli, dārgi un reti. IPv4 bija paredzēta 4 miljardi IP adrešu, kas, šķiet, bija milzīgs skaits, salīdzinot ar datoru skaitu. Diemžēl IP adreses netiek attiecīgi izmantotas. Adresācijā ir nepilnības. Piemēram, uzņēmuma adreses vieta var būt 254 ( 2 ^8-2 ) adreses, un tās var izmantot tikai 25. Atlikušie 229 ir rezervēti nākotnes paplašināšanai. Šīs adreses nevar izmantot neviens cits, jo tīkli maršrutē trafiku. Līdz ar to tas, kas 1981. gadā šķita liels skaits, 2014. gadā faktiski ir mazs skaitlis.

Interneta inženierijas darba grupa ( IETF ) 90. gadu sākumā atzina šo problēmu un nāca klajā ar diviem risinājumiem: Classless Internet Domain Router ( CIDR ) un privātām IP adresēm. Pirms CIDR izgudrošanas jūs varētu iegūt vienu no trim tīkla izmēriem: 24 biti (16 777 214 adreses), 20 biti (1 048 574 adreses) un 16 biti (65 534 adreses). Kad tika izgudrots CIDR, tīklus bija iespējams sadalīt apakštīklos.

Tā, piemēram, ja jums ir nepieciešamas 5 IP adreses, jūsu interneta pakalpojumu sniedzējs jums piešķirtu tīklu ar 3 bitu lielumu, kas jums piešķirtu 6 IP adreses. Tātad tas ļautu jūsu interneta pakalpojumu sniedzējam efektīvāk izmantot adreses. Privātās IP adreses ļauj jums izveidot tīklu, kur katra tīkla mašīna var viegli izveidot savienojumu ar citu mašīnu internetā, bet kur internetā esošai mašīnai ir ļoti grūti pieslēgties jūsu datoram. Jūsu tīkls ir privāts, paslēpts. Jūsu tīkls varētu būt ļoti liels, 16 777 214 adreses, un jūs varētu apakštīklot savu privāto tīklu mazākos tīklos, lai jūs varētu viegli pārvaldīt savas adreses.

Jūs, iespējams, pašlaik izmantojat privātu adresi. Pārbaudiet savu IP adresi: ja tā ir diapazonā 10.0.0.0 - 10.255.255.255 vai 172.16.0.0 - 172.31.255.255 vai 192.168.0.0 - 192.168.255.255 , tad jūs izmantojat privātu IP adresi. Šie divi risinājumi palīdzēja novērst katastrofas, taču tie bija neatliekami pasākumi, un tagad rēķināšanas laiks ir mūsu rīcībā.

Vēl viena problēma ar IPv4 ir tā, ka IPv4 galvenes garums bija mainīgs. Tas bija pieņemami, ja maršrutēšanu veica programmatūra. Bet tagad maršrutētāji ir veidoti ar aparatūru, un aparatūrā ir grūti apstrādāt mainīga garuma galvenes. Lielajiem maršrutētājiem, kas ļauj paketēm nokļūt visā pasaulē, ir problēmas tikt galā ar slodzi. Skaidrs, ka bija nepieciešama jauna shēma ar noteikta garuma galvenēm.

Vēl viena problēma ar IPv4 ir tā, ka, piešķirot adreses, internets bija Amerikas izgudrojums. Pārējās pasaules IP adreses ir sadrumstalotas. Bija vajadzīga shēma, lai ļautu adreses nedaudz apkopot pēc ģeogrāfiskās atrašanās vietas, lai maršrutēšanas tabulas varētu padarīt mazākas.

Vēl viena problēma ar IPv4, un tas var likties pārsteidzoši, ir tā, ka to ir grūti konfigurēt un grūti mainīt. Tas, iespējams, jums nav acīmredzams, jo jūsu maršrutētājs rūpējas par jums visu šo informāciju. Bet problēmas, kas saistītas ar jūsu interneta pakalpojumu sniedzēju, viņus uzdzen.
Visas šīs problēmas tika aplūkotas nākamās interneta versijas izskatīšanā.

Par IPv6 un tā funkcijām

IETF 1995. gada decembrī atklāja nākamo IP paaudzi. Jaunā versija tika saukta par IPv6, jo skaitlis 5 kļūdas dēļ tika piešķirts kam citam. Iekļautas dažas no IPv6 funkcijām.

  1. 128 bitu adreses (3,402823669 × 10 3⁸ adreses)
  2. Adrešu loģiskas apkopošanas shēma
  3. Fiksēta garuma galvenes
  4. Protokols tīkla automātiskai konfigurēšanai un pārkonfigurēšanai.

Apskatīsim šīs funkcijas pa vienam:

Pirmais, ko visi pamana par IPv6 , ir tas, ka adrešu skaits ir milzīgs. Kāpēc tik daudz? Atbilde ir tāda, ka dizaineri bija noraizējušies par neefektīvu adrešu organizēšanu, tāpēc pieejamo adrešu ir tik daudz, ka mēs varētu neefektīvi piešķirt, lai sasniegtu citus mērķus. Tātad, ja vēlaties izveidot savu IPv6 tīklu, iespējams, ka jūsu ISP jums piešķirs 64 bitu (1,844674407 × 10¹ × adreses) tīklu un ļaus jums šo apakštīklu ievietot savā sirdī.

Tā kā ir jāizmanto tik daudz adrešu, adrešu vietu var piešķirt reti, lai efektīvi virzītu paketes. Tātad jūsu interneta pakalpojumu sniedzējs iegūst tīkla vietu 80 bitu apmērā. No šiem 80 bitiem 16 no tiem paredzēti interneta pakalpojumu sniedzēju apakštīkliem un 64 biti ir klienta tīkliem. Tātad ISP var būt 65 534 tīkli.

Tomēr šī adreses piešķiršana nav akmenī, un, ja ISP vēlas vairāk mazāku tīklu, tas to var izdarīt (lai gan, iespējams, ISP, iespējams, vienkārši pieprasīs citu 80 bitu vietu). Augšējie 48 biti tiek sadalīti tālāk, lai ISP, kas ir “ tuvu” ”viens otram, būtu līdzīgi tīkla adrešu diapazoni, lai ļautu tīklus apkopot maršrutēšanas tabulās.

IPv4 galvenei ir mainīgs garums. IPv6 galvenes fiksētais garums vienmēr ir 40 baiti. IPv4 papildu opcijas izraisīja galvenes lieluma palielināšanos. IPv6 gadījumā, ja ir nepieciešama papildu informācija, šī papildu informācija tiek saglabāta paplašinājuma galvenēs, kas seko IPv6 galvenei un kuru parasti neapstrādā maršrutētāji, bet drīzāk mērķa programmatūra.

Viens no laukiem IPv6 galvenē ir plūsma. Plūsma ir 20 bitu skaitlis, kas tiek izveidots pseido-nejauši, un tas maršrutētājiem atvieglo pakešu maršrutēšanu. Ja paketei ir plūsma, maršrutētājs var izmantot šo plūsmas numuru kā indeksu tabulā, kas ir ātra, nevis tabulas uzmeklēšana, kas ir lēna. Šīs funkcijas dēļ IPv6 ir ļoti viegli maršrutēt.

Programmā IPv6 , kad mašīna pirmo reizi tiek palaista, tā pārbauda vietējo tīklu, lai redzētu, vai kāda cita mašīna izmanto tās adresi. Ja adrese netiek izmantota, tad mašīna nākamo vietējā tīklā meklē IPv6 maršrutētāju. Ja tas atrod maršrutētāju, tas lūdz maršrutētājam izmantot IPv6 adresi. Tagad mašīna ir iestatīta un gatava sazināties internetā - tai ir sava IP adrese, un tai ir noklusējuma maršrutētājs.

Ja maršrutētājam vajadzētu iet uz leju, tīkla mašīnas atklās problēmu un atkārtos IPv6 maršrutētāja meklēšanu, lai atrastu rezerves maršrutētāju. IPv4 to faktiski ir grūti izdarīt. Līdzīgi, ja maršrutētājs vēlas mainīt adresēšanas shēmu savā tīklā, tas var. Iekārtas laiku pa laikam vaicās maršrutētājam un automātiski mainīs to adreses. Maršrutētājs atbalstīs gan vecās, gan jaunās adreses, līdz visas mašīnas būs pārslēgtas uz jauno konfigurāciju.

IPv6 automātiskā konfigurēšana nav pilnīgs risinājums. Lai efektīvi izmantotu internetu, mašīnai ir nepieciešamas vēl dažas lietas: vārdu serveri, laika serveris, varbūt failu serveris. Tātad ir dhcp6 , kas veic to pašu, ko dhcp, tikai tāpēc, ka mašīna sāk darboties maršrutētā stāvoklī, viens dhcp dēmons var apkalpot lielu skaitu tīklu.

Tātad, ja IPv6 ir daudz labāks nekā IPv4, kāpēc ieviešana nav bijusi plašāka (no 2014. gada maija Google lēš, ka tā IPv6 trafika ir aptuveni 4% no tā kopējā datplūsma)? Pamatproblēma ir tā, kas ir pirmais - vistas gaļa vai ola ? Kāds, kas vada serveri, vēlas, lai serveris būtu pēc iespējas plašāk pieejams, kas nozīmē, ka tam ir jābūt IPv4 adresei.

Tam varētu būt arī IPv6 adrese, taču maz cilvēku to izmantotu, un jums ir nedaudz jāmaina programmatūra, lai pielāgotos IPv6. Turklāt daudzi mājas tīkla maršrutētāji neatbalsta IPv6. Daudzi interneta pakalpojumu sniedzēji neatbalsta IPv6. Es jautāju par to savam ISP, un man teica, ka viņi to sniegs, kad klienti to pieprasīs. Tāpēc es jautāju, cik daudz klientu to bija pieprasījuši. Viens, ieskaitot mani.

Turpretī visas galvenās operētājsistēmas, Windows, OS X un Linux atbalsta IPv6 “ ārpus kastes” un ir izmantotas gadiem ilgi. Operētājsistēmās pat ir programmatūra, kas ļaus IPv6 paketēm “ tunelēt” ”IPv4 ietvaros līdz vietai, kur IPv6 paketes var noņemt no apkārtējās IPv4 paketes un nosūtīt pa ceļam.

Secinājums

IPv4 jau labu laiku ir kalpojis mums labi. IPv4 ir daži ierobežojumi, kas tuvākajā nākotnē radīs nepārvaramas problēmas. IPv6 atrisinās šīs problēmas, mainot adrešu piešķiršanas stratēģiju, veicot uzlabojumus, lai atvieglotu pakešu maršrutēšanu, un atvieglojot mašīnas konfigurēšanu, kad tā pirmo reizi pievienojas tīklam.

Tomēr IPv6 pieņemšana un izmantošana ir bijusi lēna, jo izmaiņas ir smagas un dārgas. Labā ziņa ir tā, ka visas operētājsistēmas atbalsta IPv6, tāpēc, kad būsiet gatavs veikt izmaiņas, datoram būs jāpieliek maz pūļu, lai pārietu uz jauno shēmu.


Visas tiesības aizsargātas. © Linux-Console.net • 2019-2024