Cztery liczby które zawładnęły światem

Rozszerzony schemat adresowania protokołu IPv6.

Ogromny rozwój Internetu ujawnił kilka wad protokołu IPv4.Protokół IPv6 ma być prostą, kompatybilną "w przód" nowelizacją istniejącej wersji protokołu IP. Intencją przyświecającą tej nowelizacji jest wyeliminowanie wszystkich słabości ujawniających się obecnie w protokole IPv4, w tym zbyt małej liczby dostępnych adresów IP, niemożności obsługiwania ruchu o wysokich wymaganiach czasowych i braku bezpieczeństwa w warstwie sieci.

Dodatkowym bodźcem dla opracowania i rozwoju nowego protokołu IP stało się trasowanie, które w ramach protokołu IPv4 jets skrępowane jego 32-bitową architekturą adresową, dwupoziomowa hierarchią adresowania i klasami adresowymi. Dwupoziomowa hierarchia adresowania "host.domena" po prostu nie pozwala konstruowac wydajnych hierarchii adresowych, które mogłyby być agregowane w routerach na skalę odpowiadającą dzisiejszym wymaganiom globalnego Internetu.

Następna generacja protokołu IP - IPv6 - rozwiązuje wszystkie wymienione problemy. Będzie oferowac znacznie rozszerzony schemat adresowania, aby nadążyć za stałą ekspansją Internetu, a także zwiększoną zdolność agregowania tras na wielką skalę. Adresowanie jest aspektem protokołu IPv6, który wymaga szerszego omówienia. 32-bitowa długośc adresu w protokole IPv4 teoretycznie umożliwiała zaadresowanie około 4 miliardów (2^32-1) urządzeń. Niewydajne podsieciowe techniki maskowania i inne rozrzutne praktyki roztrwoniły niestety ów zasób. Protokół IPv6 wykorzystuje adresy 128-bitowe i teoretycznie jest w stanie zwiększyć przestrzeń adresową protokołu o czynnik 2^96 - co daje astronomiczną liczbę

potencjalnych adresów. Obecnie zajęte jest około 15% tej przestrzeni adresowej - reszta jest zarezerwowana dla - bliżej nie określonych - przyszłych zastosowań.

W rzeczywistości przypisanie i trasowanie adresów wymaga utworzenia ich hierarchii. Hierarchie mogą zmniejszyć liczbę potencjalnych adresów, ale za to zwiększą wydajnośc protokołów trasujących zgodnych z IPv6. Jedną z praktycznych implikacji długości adresu IPv6 jest to, że usługa nazwy domeny (ang. DNS - Domain NAme Service), stanowiąca w wersji IPv4 jedynie wygodny luksus, tutaj staje się absolutna koniecznością.

Równie znacząca, jak zwiększona potencjalna przestrzeń adresowa, jest jeszcze większa elastyczność , na jaką pozwalają nowe stuktury adresowe IPv6. Protokół ten uwalnia się od adresowania bazującego na klasach. Zamiast tego rozpoznaje on trzy rodzaje adresów typu unicast, adres klasy D zastępuje nowym formatem adresu multicast oraz wprowadza nowy rodzaj adresu.

> > > Struktury adresów unicast IPv6

Adresowanie unicast zapewnia przyłączalnośc od jednego urządzenia końcowego do drugiego. Protokół IPv6 obsługuje kilka odmien adrsów unicast.

1.Adres dostawcy usług internetowych (ISP)

Podczas gdy protokół IPv4 z góry przyjął grupy użytkowników wymagających przyłączalności, IPv6 dostarcza format adresu unicast, specjalnie przeznaczony dla dostawców usług internetowych, w celu przyłączenia indywidualnych użytkowników do Internetu. Te oparte na dostawcach adresy unicast oferują unikatowe adresy dla indywidualnych użytkowników lub małych grup, uzyskujących dostęp do Internetu za pośrednictwem dostawcy usług internetowych. Architektura adresu zapewnia wydajną agregację tras w środowisku użytkowników indywidualnych.

Format adresu unicast ISP jest następujący:

• 3-bitowa flaga adresu unicast ISP, zawsze ustaiana na "010"
• Pole ID rejestru, o długości "n" bitów
• Pole ID dostawcy, o długości "m" bitów
• Pole ID abonenta, o długości "o" bitów
• Pole ID podsieci, o długości "p" bitów
• Pole ID interfejsu, o długości 128-3-(n+m+o+p) bitów

Litery n,m,o,p oznaczają zmienne długości pól. Długość pola ID interfejsu stanowi różnicę długości adresu (128) i łącznej długości pól poprzedzających, wraz z trójbitową flagą.

Przykładem adresu tego typu może być 010:0:0:0:0x, gdzie "x" może być dowolną liczbą. Ponieważ większość nowej przestrzeni adresowej dopiero musi zostać przypisana, adresy te będą zawierać mnóstwo zer. Dlatego grupy zer mogą być zapisywane skrótem w postaci podwójnego dwukropka (::) - skróconą formą adresu 010:0:0:0:0:x jest więc 010::x.

Inne rodzaje adresów unicast są przeznaczone do użytku lokalnego. Adresy użytku lokalnego mogą być przypisane do urządzeń sieciowych w samodzielnym Intranecie lub do urządzeń w Intranecie, którym potrzebny jest dostęp do Internetu.

2.Adres użytku lokalnego dla łącza

Adres użytku lokalnego dla łącza jest przeznaczony dla pojedynczego łącza, do celów takich jak konfiguracja auto-adresu, wykrywanie sąsiadów, a także w przypadku braku routerów.

Adresy lokalne dla łącza mają następujący format:

• 10-bitowa flaga adresu lokalnego, zawsze ustawiana na "1111111011"
• Zarezerwowane, nienazwane pole, mające długość "n" bitów, ale ustawione domyślnie na wartość "0"
• Pole ID interfejsu o długości 118-n bitów

ID interfejsu może być adresem MAC karty sieciowej Ehrnetu. Adresy MAC, będące teoretycznie adresami unikalnymi, mogą być skojarzone z przedrostkami standardowego adresu IP w celu utworzenia unikalnych adresów dla mobilnych lub zastępczych użytkowników. Przykładem adresu użytku lokalnego dla łącza z adresem MAC mógłby być: 1111111011:0:adres_mac.

3.Adres użytku lokalnego dla miejsca

Adresy lokalne dla miejsca są przeznaczone do stosowania w pojedynczym miejscu. Mogą być używane w miejscach lub organizacjach, które nie są przyłączone do globalnego Internetu. Nie muszą żądać czy też "kraść" przedrostka adresu z przestrzeni adresowej globalnego Internetu. Zamiast tego mogą używać adresów protokołu IPv6 lokalnych dla miejsca. Gdy organizacja łączy się z globalnym Internetem, może utworzyć unikatowe adresy globalne, zastępując przedrostek lokalny dla miejsca przedrostkiem abonenta, zawierającym identyfikatory rejestru, dostawcy i abonenta.

Adresy lokalne dla miejsca mają następujący format:

• 10-bitowa flaga użytku lokalnego, zawsze ustawiana na: "1111111011"
• Zarezerwowane, nienazwane pole, mające długość "n" bitów, ale ustawione domyślnie na wartość "0"
• Pole ID podsieci o długości "m" bitów
• Pole ID interfejsu o długości 118-(n+m) bitów

Przykładem adresu lokalnego dla miejsca jest: 1111111011:podsieć:interfejs.

Dwa specjalne adresy unicast protokołu IPv6 zostały określone jako mechanizmy przejściowe, umożliwiające hostom i routerom dynamiczne trasowanie pakietów IPv6 przez infrastrukturę sieci protokołu IPv4 i na odwrót.

1.Adres unicast IPv6 zgodny z IPv4
Pierwszy typ adresu unicast nosi nazwę "adres IPv6 zgodny z IPv4". Ten zastępczy adres unicast może być przypisywany węzłom IPv6, a jego ostatnie 32 bity zawierają adres IPv4. Adresy takie moją następujący format:

000...0000(80 bitów) 00...00(16 bitów) adres_IPv4(32 bity)

2.Adres unicast IPv6 wzorowany na IPv4
Drugi, podobny typ adresu IPv6, również zawierający adres IPv4 w ostatnich 32 bitach, jest znany jako "adres IPv6 wzorowany na IPv4". Adres ten jest tworzony przez router o podwójnym protokole i umożliwia węzłom pracującym wyłącznie z protokołem IPv4 tunelowanie przez infrastrukturę sieci z protokołem IPv6. Jedyna różnica między adresami unicast IPv6 wzorowanymi na IPv4 a adresami unicast IPv6 zgodnymi z IPv4 jest taka, że adresy wzorowane na IPv4 to adresy tymczasowe. Są one automatycznie tworzone przez routery o podwójnym protokole i nie mogą być przypisane do żadnego węzła. Format takiego adresu wygląda następująco:
000...000(80 bitów) FF...FF(16 bitów) adres_IPv4(32 bity)
Obydwa adresy unicast, zarówno wzorowany na IPv4, jak i zgodny z IPv4, mają zasadnicze znaczenie dla tunelowania. Tunelowanie umożliwia przesyłanie pakietów przez niedostępny w inny sposób rejon sieci dzięki umieszczaniu pakietów w obramowaniu akceptowalnym na zewnątrz.

Adres anycast, wprowadzony w protokole IPv6, jest pojedynczą wartością przypisaną do więcej niż jednego interfejsu. Zwykle interfejsy te należą do różnych urządzeń. Pakiet wysłany pod adres anycast jest trasowany tylko do jednego urządzenia. Jest on wysyłany do najbliższego - według zdefiniowanej przez protokoły trasujące miary odległości - interfejsu o tym adresie. Na przykład, strona WWW może być powielona na kilku serwerach. Dzięki przypisaniu tym serwerom adresu anycast żądania połączenia z tą stroną WWW są automatycznie trasowane do tylko jednego serwera - najbliższego względem użytkownika.

Adresy anycast są tworzone (pobierane) z przestrzeni adresów unicast i mogą przybrać formę dowolnego typu adresu unicast. Tworzy się je, przypisując po prostu ten sam adres unicast więcej niż jednemu interfejsowi.

< Struktury adresów multicast IPv6 >

Protokół IPv4 obsługiwał multicasting, ale wymagało to stosowania niejasnego adresowania klasy D. Protokół IPv6 rezygnuje z adresów klasy D na korzyść nowego formatu adresu, udostępniającego tryliony możliwych kodów grup multicast. Każdy kod grupy identyfikuje dwóch lub więcej odbiorców pakietu. Zakres pojedynczego adresu multicast jest elastyczny. Każdy adres może być ograniczony do pojedynczego systemu, do określonego miejsca, powiązany z danym łączem sieciowym lub rozpowszechniany globalnie. Należy zauważyć, że nadawanie adresów IP również zostało wyeliminowane i zastąpione nowym multicastingowym formatem adresu.

Pomimo potencjalnych korzyści związanych z protokołem IPv6, migracja z IPv4 nie jest wolna od ryzyka. Rozszerzenie długości adresu z 32 bitów do 128 bitów automatycznie ogranicza współoperacyjność protokołów IPv4 i IPv6. Węzły "tylko-IPv4" nie mogą współdziałać z węzłami "tylko-IPv6", ponieważ architektury adresowe nie są kompatybilne "w przód". To ryzyko biznesowe, w połączeniu z nieustanną ewolucją protokołu IPv4, może stanowić przeszkodę dla rynkowej akceptacji protokołu IPv6.