Протокол IPv6
В начале 90-х годов сети, использующие сетк протоколов TCP/IP столкнулись с серьезными проблемами. Именно в это время число пользователей росло лавинообразно и в сетях появились новые сервисы.
Все это привело к резкому росту числа узлов сети, изменению характера трафика и к ужесточению требований, предъявляемых к качеству обслуживания сетью ее пользователей. Одним из путей решения этих проблем стала разработка новой версии протокола сетевого уровня.
Протокол IP версии 6 (IPv6) - это новая версия IP-протокола, разработанная на смену существующей IPv4-версии. По сравнению с четвертой версией IP-протокола в 6 были внесены существенные изменения.
1. Изменение адресного пространства. Протокол IPv6 использует 128-разрядные адреса вместо 32-разрядных адресов IPv4, благодаря чему адресное пространство расширяется в 296 раз. Кроме того, в версии IPv6 предусмотрена возможность создания адресной иерархии со значительным числом уровней. Добавление понятия зоны (scope) позволит при многопутевой передаче отправлять пакет любому из адресов группы.
2. Изменение формата заголовка. Некоторые поля заголовка IPv4 удалены или стали необязательными для использования. Было введено несколько новых функций, таких как поле метки для идентификации пакетов, требующих специальной обработки; расширения заголовка для упрощения операций шифрования и идентификации, а также заголовок маршрутизации.
3. Появление возможности маркировки трафика Новая возможность позволит идентифицировать пакеты, принадлежащие определенному отправителю, которые необходимо обрабатывать особым образом.
4. Увеличение производительности маршрутизаторов. В IPv6 содержимое заголовка маршрутизации просматривается, только если маршрутизатор обнаружит один из своих адресов в поле Адреса назначения.
Адреса IPv6 можно разделить на три типа: обычные (unicast), групповые (multicast) и нечеткие (произвольной рассылки) (anycast). Обычный адрес идентифицирует один интерфейс; групповой – группу интерфейсов. Пакет с обычным адресом передается конкретному адресату, в то время как пакет с групповым адресом доставляется всем членам группы. Аналогично групповому адресу третий тип адресов IPv6 идентифицирует набор интерфейсов.
Пакет с нечетким адресом доставляется только на один интерфейс – ближайшему члену данной группы. Одно из применений таких адресов состоит, например, в указании хосту в качестве адреса шлюза нечеткого адреса. При этом хосту не надо знать конкретный адрес маршрутизатора, потому что последний является членом группы маршрутизаторов с таким адресом. Использование такого рода адресов в IPv6 сводит к минимуму некоторые свойственные проблемы IPv4 реконфигурации при реструктурировании сети.
В IPv6 128-разрядные адреса записываются в виде восьми 16 разрядных целых чисел, разделенных двоеточием. Каждое целое число представлено шестнадцатеричными цифрами. При задании адреса IPv6 разрешается опустить начальные нули в шестнадцатеричных числах, а также использовать пару двоеточий (::) внутри адреса для замены последовательности нулевых чисел.
На начальной стадии развертывания IPv6, скорее всего, только часть из 128 бит найдет реальное применение, поэтому адреса будут содержать множество нулей. Таким образом, пропуск начальных нулей и использование только пары двоеточий вместо последовательности нулевых чисел должно упростить процесс конфигурации IP. Например, IPv4-совместимые адреса IPv6 будут состоять из 32-разрядных адресов IPv4, записанных в младших 32 разрядах адресного пространства IPv6. Иначе говоря, префикс такого адреса будут состоять из 96 нулей.
На рис.5.18 представлен обычный адрес принадлежности к провайдеру.
|
0 |
3 |
8 |
n |
64 127 |
|
010 |
Registry ID |
Provider ID |
Subscriber ID |
Intra - Subscriber |
Рис.5.18. Обычный адрес принадлежности провайдеру.
Этот адрес принадлежит к первой группе зарезервированных адресов IPv6.
Поле Registry ID идентифицирует ответственную за присвоение адреса регистратуру Internet, например, InterNIC в Северной Америке или APNIC в Азии. Поле Provider ID идентифицирует оператора Internet. Поле Subscriber ID, ответственность за назначение которого несет оператор, идентифицирует конкретного пользователя. Оставшиеся 64 разряда в адресе по принадлежности к провайдеру идентифицируют сеть или хост во многом тем же образом, что и адреса IPv4 с класса А по класс С.
Поскольку поле Provider ID идентифицирует оператора Internet, администратор сети, являющийся клиентом оператора, может использовать поле Intra – Subscriber для разбиения выделенного блока адресов на поле Subnet, идентифицирующее различные подсети в организации, и поле Station – для идентификации станции в каждой сети.
Такая структура адреса по принадлежности к провайдеру значительно упрощает маршрутизацию. Например, посредством анализа поля Provider ID маршрутизатор может определить, что он должен передать пакет в сеть другого провайдера. Если пакет предназначен для получателя внутри сети провайдера, маршрутизатор смотрит поле Subscriber ID для определения того, в какое место сети пакет должен быть передан.
Что касается абонента, 64-разрядное поле Intra – Subscriber представляет достаточное для структурирования его внутренней сети адресное пространство. Как и в случае IPv4, организации имеют полное право структурировать адресное пространство поля Intra – Subscriber на подсети и хосты. Например, государственная организация со многими сетями в нескольких районах может реализовать иерархию в соответствии с делением на районы, сети и хосты.