Kas negerai su IPv4 ir kodėl mes pereiname prie IPv6
Maždaug per pastaruosius 10 metų IPv6 bus plačiai paplitęs. Tai dar neįvyko. Todėl yra mažai plačiai žinoma, kas yra „IPv6“, kaip jį naudoti ar kodėl tai neišvengiama.
Kas blogo IPv4?
IPv4 naudojame nuo tada, kai RFC 791 buvo išleistas 1981 m. Tuo metu kompiuteriai buvo dideli, brangūs ir reti. „IPv4“ turėjo 4 milijardų IP adresų, kurie atrodė labai dideli, palyginti su kompiuterių skaičiumi. Deja, IP adresai dėl to nenaudojami. Kreipiantis yra spragų. Pvz., Įmonės adresų erdvė gali būti 254 ( 2 ^8-2 ) adresai ir naudoti tik 25 iš jų. Likę 229 yra skirti plėtrai ateityje. Šių adresų niekas negali naudoti dėl to, kaip tinklai nukreipia srautą. Vadinasi, tai, kas atrodė didelis skaičius 1981 m., Iš tikrųjų yra nedidelis skaičius 2014 m.
Dešimtojo dešimtmečio pradžioje interneto inžinerijos darbo grupė ( IETF ) pripažino šią problemą ir pasiūlė du sprendimus: „Classless Internet Domain Router“ ( CIDR ) ir privačius IP adresus. Iki išradimo CIDR, galite gauti vieną iš trijų tinklo dydžių: 24 bitai (16 777 214 adresai), 20 bitai (1 048 574 adresai) ir 16 bitų (65 534 adresai). Išradus CIDR, buvo galima padalyti tinklus į potinklius.
Pavyzdžiui, jei jums reikalingi 5 IP adresai, jūsų IPT suteiks jums 3 bitų dydžio tinklą, kuris suteiks jums 6 IP adresus. Taigi tai leistų jūsų interneto paslaugų teikėjui efektyviau naudoti adresus. Privatūs IP adresai leidžia jums sukurti tinklą, kuriame kiekviena tinklo mašina gali lengvai prisijungti prie kitos mašinos internete, tačiau kuriai mašinai internete labai sunku prisijungti prie jūsų mašinos. Jūsų tinklas yra privatus, paslėptas. Jūsų tinklas gali būti labai didelis, 16 777 214 adresai, ir jūs galite subtinklinti savo privatų tinklą į mažesnius tinklus, kad galėtumėte lengvai tvarkyti savo adresus.
Tikriausiai šiuo metu naudojate privatų adresą. Patikrinkite savo IP adresą: jei jis yra 10.0.0.0 - 10.255.255.255 arba 172.16.0.0 - 172.31.255.255 arba 192.168.0.0 - 192.168.255.255 , tada jūs naudojate privatų IP adresą. Šie du sprendimai padėjo užkirsti kelią nelaimei, tačiau tai buvo spragų priemonės, o dabar jau laikas skaičiuoti.
Kita problema, susijusi su IPv4 , yra ta, kad IPv4 antraštė buvo kintamo ilgio. Tai buvo priimtina, kai maršrutas buvo atliekamas programine įranga. Bet dabar maršrutizatoriai yra sukurti naudojant aparatinę įrangą, o kintamo ilgio antraštes apdoroti aparatine įranga yra sunku. Dideli maršrutizatoriai, leidžiantys paketams keliauti visame pasaulyje, susiduria su sunkumais susidorodami su apkrova. Aišku, reikėjo naujos schemos su fiksuoto ilgio antraštėmis.
Dar viena problema, susijusi su IPv4 , yra ta, kad paskirstant adresus internetas buvo amerikiečių išradimas. Likusio pasaulio IP adresai yra fragmentiški. Reikėjo schemos, leidžiančios šiek tiek kaupti adresus pagal geografiją, kad maršrutų lentelės galėtų būti mažesnės.
Dar viena „IPv4“ problema, ir tai gali skambėti stebėtinai, yra ta, kad ją sunku sukonfigūruoti ir sunku pakeisti. Tai gali jums neatrodyti, nes jūsų maršrutizatorius rūpinasi visa šia informacija jums. Tačiau jūsų interneto paslaugų teikėjo problemos juos verčia.
Visos šios problemos buvo nagrinėjamos kitoje interneto versijoje.
Apie IPv6 ir jo ypatybes
IETF naujos kartos IP pristatė 1995 m. Gruodžio mėn. Naujoji versija buvo vadinama IPv6, nes numeris 5 buvo klaidingai priskirtas kažkam kitam. Įtrauktos kai kurios „IPv6“ funkcijos.
- 128 bitų adresai (3,402823669 × 10³⁸ adresai)
- Adresų loginio kaupimo schema
- Fiksuoto ilgio antraštės
- Protokolas, skirtas automatiškai konfigūruoti ir perkonfigūruoti jūsų tinklą.
Pažvelkime į šias funkcijas po vieną:
Pirmas dalykas, kurį visi pastebi apie IPv6 , yra tai, kad adresų skaičius yra didžiulis. Kodėl tiek daug? Atsakymas yra tas, kad dizaineriai buvo susirūpinę dėl neefektyvaus adresų organizavimo, todėl yra tiek galimų adresų, kad galėtume neefektyviai paskirstyti, kad pasiektume kitus tikslus. Taigi, jei norite sukurti savo „IPv6“ tinklą, yra tikimybė, kad jūsų interneto paslaugų teikėjas suteiks jums 64 bitų (1,844674407 × 10¹⁹ adresų) tinklą ir leis jums tą erdvę perkelti į savo širdies turinį.
Turint tiek daug adresų, kad būtų galima efektyviai nukreipti paketus, adresų erdvę galima paskirstyti nedaug. Taigi jūsų interneto paslaugų teikėjas gauna 80 bitų tinklo erdvę. Iš šių 80 bitų 16 iš jų skirti IPT potinkliams, o 64 bitai - kliento tinklams. Taigi IPT gali turėti 65 534 tinklus.
Tačiau tas adreso paskirstymas nėra akmenyje ir, jei interneto paslaugų teikėjas nori daugiau mažesnių tinklų, jis gali tai padaryti (nors tikriausiai interneto paslaugų teikėjas tikriausiai paprasytų kitos 80 bitų vietos). Viršutiniai 48 bitai yra dar padalijami, kad vienas kitam „ artimi“ “interneto tiekėjai turėtų panašius tinklo adresų diapazonus, kad tinklus būtų galima kaupti maršruto lentelėse.
IPv4 antraštės ilgis yra kintamas. IPv6 antraštės fiksuotas ilgis visada yra 40 baitų. IPv4 sistemoje dėl papildomų parinkčių padidėjo antraštė. Jei reikalinga papildoma informacija, naudojant „IPv6“, ta papildoma informacija yra saugoma plėtinių antraštėse, kurios seka IPv6 antraštę ir paprastai nėra apdorojamos maršrutizatorių, o paskirties vietos programinės įrangos.
Vienas iš laukų IPv6 antraštėje yra srautas. Srautas yra 20 bitų skaičius, sukurtas pseudo atsitiktinai, ir tai palengvina maršrutizatorių paketų nukreipimą. Jei paketas turi srautą, maršrutizatorius gali naudoti tą srauto skaičių kaip indeksą į lentelę, kuri yra greita, o ne lentelės paieška, kuri yra lėta. Naudojant šią funkciją IPv6 labai lengva nukreipti.
IPv6 , kai mašina pirmą kartą paleidžiama, ji patikrina vietinį tinklą, ar kokia nors kita mašina naudoja jo adresą. Jei adresas nenaudojamas, aparatas toliau ieško IPv6 maršrutizatoriaus vietiniame tinkle. Jei jis randa maršrutizatorių, jis paprašo maršrutizatoriaus naudoti IPv6 adresą. Dabar mašina nustatyta ir paruošta bendrauti internete - ji turi savo IP adresą ir turi numatytąjį maršrutizatorių.
Jei maršrutizatorius turėtų nusileisti, tada tinklo mašinos aptiks problemą ir pakartos „IPv6“ maršrutizatoriaus paieškos procesą, kad rastų atsarginį maršrutizatorių. Tai iš tikrųjų sunku padaryti naudojant „IPv4“. Panašiai, jei maršrutizatorius nori pakeisti adresavimo schemą savo tinkle, jis gali tai padaryti. Mašinos kartkartėmis teirausis maršrutizatoriaus ir automatiškai pakeis jų adresus. Maršrutizatorius palaikys tiek senus, tiek naujus adresus, kol visos mašinos pereis prie naujos konfigūracijos.
Automatinė „IPv6“ konfigūracija nėra išsamus sprendimas. Yra keletas kitų dalykų, kurių mašinai reikia norint efektyviai naudotis internetu: vardų serveriai, laiko serveriai, galbūt failų serveriai. Taigi yra dhcp6 , kuris daro tą patį, ką ir dhcp, tik todėl, kad mašina paleidžiama būsenos būsenoje, todėl vienas dhcp demonas gali aptarnauti daugybę tinklų.
Taigi, jei „IPv6“ yra daug geresnis nei „IPv4“, kodėl perėmimas nebuvo plačiau paplitęs (nuo 2014 m. Gegužės mėn. „Google“ skaičiuoja, kad jo IPv6 srautas yra apie 4% jo viso srauto)? Pagrindinė problema yra tai, kas yra pirmiausia vištiena ar kiaušinis ? Kažkas, valdantis serverį, nori, kad serveris būtų kuo plačiau prieinamas, o tai reiškia, kad jis turi turėti IPv4 adresą.
Jis taip pat gali turėti „IPv6“ adresą, tačiau nedaugelis žmonių juo naudotųsi ir jūs turite šiek tiek pakeisti savo programinę įrangą, kad pritaikytumėte „IPv6“. Be to, daugelis namų tinklo maršrutizatorių nepalaiko IPv6. Daugelis interneto paslaugų teikėjų nepalaiko IPv6. Aš paklausiau apie tai savo IPT ir man buvo pasakyta, kad jie pateiks, kai klientai to paprašys. Taigi paklausiau, kiek klientų to paprašė. Vienas, įskaitant mane.
Priešingai, visos pagrindinės operacinės sistemos, „Windows“, „OS X“ ir „Linux“ palaiko IPv6 „ iš dėžutės “ ir turi daugelį metų. Operacinės sistemos netgi turi programinę įrangą, leidžiančią „IPv6“ paketams „ tunelėti“ “per„ IPv4 “iki taško, kuriame IPv6 paketus galima pašalinti iš aplinkinio IPv4 paketo ir išsiųsti pakeliui.
Išvada
IPv4 ilgą laiką mums tarnavo gerai. IPv4 turi tam tikrų apribojimų, kurie artimiausiu metu iškels neįveikiamų problemų. „IPv6“ išspręs šias problemas pakeisdama adresų paskirstymo strategiją, atlikdama patobulinimus, kad palengvintų paketų nukreipimą ir palengvintų mašinos konfigūravimą, kai ji pirmą kartą prisijungia prie tinklo.
Tačiau IPv6 priėmimas ir naudojimas buvo lėtas, nes pokyčiai sunkūs ir brangūs. Geros naujienos yra tai, kad visos operacinės sistemos palaiko „IPv6“, todėl, kai būsite pasirengę atlikti pakeitimus, jūsų kompiuteriui reikės mažai pastangų norint pereiti prie naujos schemos.