Что такое протокол ipv6

Как известно, в компьютерных системах с ОС Windows на борту для доступа в интернет используется система протоколов TCP/IP, предусматривающая присвоение каждому терминалу определенного уникального IP-адреса, который ни у одной машины не повторяется (имеется в виду внешний IP). Но сегодня многие все больше поглядывают в сторону протокола IPv6. Что это такое, как его включить и настроить, сейчас и будет рассмотрено. Кроме того, можно будет увидеть существенную разницу между IPv4 и IPv6, а также узнать перспективы внедрения новой технологии в недалеком будущем.

IPv6: что это такое?

Если говорить понятным языком, IPv6 представляет собой усовершенствованную версию протокола IPv4, который был разработан еще в 70-х годах прошлого века.

В принципе, в плане основных алгоритмов, заложенных в систему функционирования IPv6, этот протокол практически идентичен изначальному подходу. Разница только в присвоении и распределении адресов компьютерным терминалам и системе безопасности.

Рядовой пользователь при использовании доступа в интернет в большинстве случаев с IP-адресами практически не сталкивается, поскольку за все процедуры установки соединения отвечает так называемая система доменных имен, сокращенно обозначаемая DNS. Однако, чтобы лучше понять тему: «IPv6: что это такое?», следует немного разобраться в основных принципах функционирования этого протокола.

Немного истории

На заре развития интернет-технологий был разработан специальный метод идентификации компьютерных терминалов для быстрого и удобного доступа во Всемирную паутину. Как тогда предполагалось, каждая машина должна иметь уникальный идентификатор, причем такой, который бы не повторялся ни разу.

Цель такого подхода заключалась в маршрутизации и передаче данных в Сети или объединенных сетях между серверами и отдельными компьютерами (например, электронная почта). Согласитесь, ведь отсылка письма или сообщения должна производиться конкретному адресату. А при двух и более одинаковых IP-адресах терминалов доставка может быть осуществлена кому угодно. Тогда-то еще не было официальных почтовых серверов, а использовались протоколы POP3 и SMTP.

Именно в те годы был разработан протокол IPv4, предполагавший создание уникального адреса в виде четырех чисел по 8 бит каждое, что в сумме давало 32 бита. Таким образом, речь шла о создании порядка четырех миллиардов ни разу не повторяющихся адресов.

Сегодня ситуация изменилась, и, как оказалось, протокол IPv4 уже не в состоянии генерировать новые адреса. Некоторые специалисты утверждают, что он исчерпал свои возможности еще к 2009 году. Тут-то многие ученые умы и задумались над тем, как расширить основные параметры. Вообще-то эти разработки в виде дополнительной надстройки для IPv4 были начаты еще в конце 70-х и тогда получили название протокола ST, потом – ST2, а чуть позже – неофициальное название IPv5. Но эта разработка так и не прижилась, даже не была взята на вооружение в плане перспективного развития. Сегодня же считается, что самым новым и наиболее востребованным вскоре станет протокол IPv6.

Разница между протоколами IPv4 и IPv6

Теперь посмотрим на основные различия между этими двумя системами. Самое главное состоит в том, что длина любого IP-адреса составляет 128 бит. Соответственно, увеличивать количество вновь созданных уникальных идентификаторов можно практически до бесконечности.

В то же время IPv4 имеет достаточно много серьезных проблем с безопасностью в плане шифрования данных, а также с пропускной способностью. К тому же в этой системе при той же передаче информации наблюдаются достаточно сильные задержки, что негативно отражается на работе некоторых сетевых приложений.

При разработке IPv6 все это было учтено, но сам протокол пока широкого внедрения не получил, хотя и присутствует в новейших операционных системах, но по умолчанию не задействован. Ко всему прочему, еще и не все провайдеры поддерживают выход в Интернет на этом уровне. Хорошо, если такая поддержка есть. В противном случае пользователь даже после корректной настройки в автоматическом режиме получит сообщение о том, что используется IPv6 без доступа к сети. Однако даже если этот протокол пока что не используется, основные моменты его включения и настройки рассмотреть все-таки нужно.

Как включить IPv6 в Windows 7 и выше

Итак, для начала посмотрим на системы вроде «семерки» и выше. Оговоримся сразу: если, например, в домашних условиях используется роутер (беспроводной маршрутизатор), настраивать IPv6 для работы в локальной сети смысла нет, разве что только в сторону провайдера. А вот если кабель включен напрямую, тогда – да.

Для начала следует проверить, включен ли протокол в системе. Сделать это можно совершенно просто, введя в командной строке (вызов через cmd в меню «Выполнить» или сочетание Win + R) команды ipconfig. Если на экране упоминание о IPv6 отсутствует, протокол придется включить вручную.

Как включить IPv6? Да просто использовать раздел сетевых подключений в стандартной «Панели управления», но проще ввести команду ncpa.cpl в том же меню «Выполнить».

Теперь выбираем сеть адаптера и входим в ее свойства. Здесь следует поставить галочку напротив названия протокола, а затем его настроить (это будет оговорено отдельно).

Включение IPv6 в Windows XP

Теперь посмотрим на XP-версию Windows. IPv6 включить именно в этой системе, в принципе, тоже можно через свойства сетевых подключений в «Панели управления», но проще это сделать из командной строки, где последовательно прописываются следующие команды:

Задействование протокола из «Панели управления» производится идентично вышеописанному случаю.

Автоматическая настройка

Теперь посмотрим на настройку IPv6. Интернет-соединение от этого только выиграет (опять же, настройка актуальна только в том случае, если провайдер поддерживает данный протокол).

В большинстве случаев для корректной настройки IPv6 адрес, получаемый компьютерным терминалом, вручную вводить не нужно. Связано это с тем, что практически все крупные провайдерские компании имеют в собственной сети активный сервер DHCPv6, от которого, собственно, и производится присвоение IP, то есть адрес IPv6 сервер выдает определенной машине сам.

Таким образом, для простейшей настройки следует задействовать поля автоматического получения адреса IP и адреса DNS-сервера. Если же автоматическая настройка невозможна, но есть поддержка IPv6, адрес IP можно получить в автоматическом режиме, а вот значения для предпочитаемого DNS-сервера придется вводить вручную. И тут есть свои загвоздки.

Советы по настройке альтернативной конфигурации

Как включить IPv6, уже, наверное, понятно. Теперь несколько слов непосредственно о настройке альтернативной конфигурации.

Как уже говорилось выше, здесь главная роль отводится установке правильных значений предпочитаемого и альтернативного DNS-сервера. Для практического применения следует прописать следующие данные (наример, для сервисов Google):

– Предпочитаемый DNS – 2001:4860:4860::8888.

– Альтернативный DNS – 2001:4860:4860::8844.

Настройки прокси можно оставить без изменения. В большинстве случаев прокси-сервер не задействован для локальных адресов.

Само собой разумеется, что можно использовать, допустим, адреса для сервисов Yandex и т. д. Особой роли в данном случае это не играет. Впрочем, лучше всего, если такая возможность имеется, узнать параметры альтернативной конфигурации у провайдера. Как говорится, так будет надежнее. Однако, как показывает практика, в большинстве случаев прекрасно работают и автоматические настройки.

Проверка работы

Итак, включение и настройка IPv6 произведены. Теперь остается убедиться в том, что протокол действительно задействован и работает без проблем.

Для проверки подключения используем все ту же команду ipconfig. После всех правильно выполненных процедур и настроек протокол должен отобразиться на экране. Если задаться целью просмотра адреса, можно просто кликнуть на значок сетевого подключения в системном трее и выбрать меню состояния. То же самое можно осуществить из «Панели управления», где выбирается соответствующий раздел сетевых подключений с последующим переходом к активному соединению.

Вместо послесловия

Вот, вкратце, и все, что касается протокола IPv6. Что это такое, думается, уже немного понятно. Как видим, и настройки, в общем-то, не так уж и сложны, как это могло бы показаться на первый взгляд. Все они доступны соответствующих разделов в «Панели управления». Правда, в XP лучше все-таки использовать командную строку.

Как считает большинство экспертов, в ближайшие годы состоится полный переход на протокол нового типа, поскольку он имеет достаточно большие перспективы, а также более усовершенствованную систему функционирования. Ведь если посмотреть, одними компьютерами дело уже не ограничивается. Чего только состоит неимоверно возросшее количество мобильной техники, а ведь для доступа к сети Интернет каждому такому девайсу тоже присваивается уникальный идентификатор. Так что IPv4 с такой непосильной задачей уже попросту не справляется.

Как считается, в ближайшее время использование именно мобильных гаджетов возрастет еще больше. Ну а справиться с такой ситуацией как раз и поможет новая система распределения адресов на основе протокола IPv6. Именно за ней будущее, тем более что, в связи с увеличивающимся количеством девайсов, требующих подключения ко Всемирной паутине, чуть ли не в геометрической прогрессии, новый протокол имеет гораздо больше возможностей по предоставлению адресов, да еще и большую пропускную способность.

• Переводы, 20 июля 2018 в 9:55
• Никита Прияцелюк

Многие слышали про последнюю версию протокола IP — IPv6, которая должна заменить IPv4. Однако зачем нужна эта замена? Разбираемся в вопросе, попутно рассматривая разницу между обеими версиями и преимущества новой.

Зачем менять IPv4 на что-то другое?

Потому что адресов IPv4 уже не хватает.

IP-уровень стека протоколов TCP/IP — наиболее важная часть всей архитектуры Интернета. Тем не менее вскоре после запуска IPv4 стали очевидны его ограничения в плане масштабируемости и возможностей. IPv4 для работы необходимо несколько надстроек вроде ICMP и ARP. К середине 1990-х разработали замену IPv4 — IPv6. Требований к Интернету становилось всё больше, а IPv6 отвечал им лучше, чем предыдущая версия.

Каковы самые очевидные отличия IPv4 и IPv6?

128 бит в IPv6-адресе представляют собой восемь 16-битных шестнадцатеричных блоков, разделённых двоеточиями. Например, 2dfc:0:0:0:0217:cbff:fe8c:0. Традиционной формой записи IPv4 адреса является запись в виде четырёх десятичных чисел (от 0 до 255), разделённых точками. Через дробь указывается длина маски подсети. Например, 192.168.0.0/16.

В IPv4 для мультивещания зарезервирована подсеть 224.0.0.0/4. IPv6 для этой цели использует встроенное адресное пространство FF00::/8;

IPv4 использует широковещательные адреса для передачи широковещательных пакетов, IPv6 — многоадресные группы;

IPv4 использует 0.0.0.0 в качестве неопределённого адреса, а 127.0.0.1 для создания адреса обратной связи (loopback). В IPv6 используются :: и ::1 соответственно;

IPv4 использует глобально уникальные публичные адреса для трафика и «частные» адреса, IPv6 — глобально уникальные юникаст-адреса и локальные адреса (FD00::/8).

Чем IPv6 лучше?

Преимущества IPv6 перед IPv4:

Более эффективная маршрутизация без фрагментации пакетов;

Встроенная технология Quality of Service (QoS), которая определяет чувствительные к задержке пакеты;

Устранение NAT для расширения адресного пространства с 32 до 128 бит;

Встроенная поддержка IPsec (использование IPsec опционально);

Автоконфигурация адресов для упрощения администрирования сети;

Улучшенная структура заголовка с меньшими затратами на обработку.

IPv6 более безопасен, чем IPv4?

Нет, в теории они одинаково безопасны.

После запуска IPv6 появилась встроенная возможность шифровать интернет-трафик с помощью распространённого (но не настолько, как SSL) стандарта шифрования IPSec, который не даёт прочитать содержимое трафика при его перехвате. Однако шифрование и расшифровка данных требует оборудования, которое стоит денег. К тому же IPSec можно реализовать и на IPv4, что в теории означает, что IPv4 и IPv6 одинаково безопасны.

Некоторые эксперты утверждают, что пока переход не завершён, пользователи шестой версии находятся в большей опасности, чем пользователи четвёртой. Провайдеры могут использовать IPv6-туннели для предоставления пользователям IPv4 доступа к IPv6-контенту. Злоумышленники могут использовать эти туннели для проведения своих атак.

Ещё одна потенциальная проблема связана с автоконфигурацией — новой функцией IPv6. Она позволяет устройствам самостоятельно назначать себе IP-адрес на основе MAC-адреса, что может быть использовано сторонними лицами для отслеживания определённых пользователей. Тем не менее на устройствах под управлением популярных операционных систем уже установлены расширения конфиденциальности, поэтому для большинства людей это не будет проблемой.

IPv6 быстрее IPv4?

Скорость интернета с IPv6 не будет сильно отличаться от скорости с IPv4. С одной стороны, работа IPv6 должна быть быстрее из-за более простого формата. Однако во время перехода некоторые методы вроде IPv6-туннелей будут создавать дополнительную задержку при преобразовании запросов в IPv4 и наоборот.

Так почему бы просто не перейти на IPv6?

Основная причина — стоимость. Для обновления всех серверов, маршрутизаторов и коммутаторов, которые всё это время зависели только от IPv4, требуется уйма денег и времени.

Кроме того, чтобы справиться с нехваткой адресов, провайдеры назначают пользователям динамический адрес, который может меняться при подключении к другой сети. После отключения от сети устройства освобождают свой адрес, делая его доступным для других устройств. По сути вы арендуете, но не владеете адресом. Это сильно замедляет переход с IPv4 на IPv6.

Но это не значит, что IPv6 не распространяется. Напротив, он используется параллельно с IPv4. Как сообщает Google, около 14% его пользователей используют IPv6. А по заявлениям провайдера Comcast, в Соединённых Штатах уже половина пользователей используют IPv6.

Резюмируем

Нельзя сказать, что IPv6 быстрее и безопаснее, но у него есть ряд преимуществ вроде более эффективной маршрутизации без фрагментации пакетов, встроенной поддержки IPsec и автоконфигурации адресов. А из-за ограниченности адресного пространства IPv4 переход на него неизбежен.

Любое устройство, будь то компьютер, мобильный телефон или КПК, при подключении к Интернету должно получить уникальный числовой идентификатор, называемый IP-адресом. Рядовые пользователи Интернета практически не сталкиваются с IP-адресами благодаря существованию системы доменных имен (DNS). Если человек хочет зайти на сайт, он просто вводит его доменное имя, не задумываясь о цифрах. Однако именно числовые IP-адреса лежат в основе функционирования Всемирной паутины.

Формат IP-адреса определен в IP-протоколе, основная функция которого – передача данных через набор объединенных компьютерных сетей. Выбор пути передачи данных называется маршрутизацией.

Сегодня в Интернете используется протокол IPv4, созданный в 70-е годы прошлого столетия. Каждый IP-адрес в нем состоит из 32 бит и представлен в виде четырех чисел по 8 бит, разделенных точками. Такой подход позволяет получить более четырех миллиардов уникальных IP-адресов. На заре эры Интернета казалось, что этого более чем достаточно. А поэтому адреса целыми блоками выдавались напрямую организациям, среди которых преобладали научные учреждения и университеты.

Однако быстрый рост популярности Сети показал, что свободные идентификаторы закончатся гораздо быстрее, чем предполагалось изначально. Число устройств, способных подключаться к Интернету, многократно возросло. Эксперты рассчитали, что при нынешних темпах развития Интернета возможностей системы IPv4 хватит еще на 5 лет. По данным корпорации ICANN на октябрь 2007 года, осталось всего лишь чуть более 650 тыс. свободных IP-адресов.

Пессимисты утверждают, что IPv4 исчерпает себя уже в 2009 году. Протокол обладает и рядом других существенных недостатков. В 32-битном пространстве достаточно сложно построить и упорядочить структуру адресов, что приводит к увеличению маршрутных таблиц и, следовательно, значительно усложняет маршрутизацию в Интернете.

Кроме того, в протоколе не предусмотрены механизмы информационной безопасности, например, отсутствует возможность шифрования данных.

Наконец, в IPv4 не поддерживается качество обслуживания, то есть информация о пропускной способности и задержках, которая необходима для работы некоторых сетевых приложений.

Ученые давно задумались над возможным усовершенствованием IPv4. В конце 70х для передачи голосовых и видеоданных был разработан экспериментальный протокол ST, который затем был модернизирован в ST2. Он представлял собой надстройку к уже существовавшему IPv4 и использовался в ряде коммерческих проектов, однако широкого распространения так и не получил. Неофициально ST2 называли протоколом IPv5.

В 1992 году появилась новая технология, которая получила название IPv6 или Internet Protocol version 6. В IPv6 длина IP-адреса расширена до 128 бит, поэтому число доступных идентификаторов увеличивается практически до бесконечности.

Таким образом, применение этой технологии позволяет снабдить каждое устройство, имеющее доступ в Интернет, уникальным IP-адресом. А это обеспечивает непосредственное взаимодействие всех устройств, подключенных к Сети. Такое взаимодействие даст возможность, например, управлять кондиционером, находящимся у вас дома, прямо из офиса. Помимо увеличения адресного пространства протокол обладает и другими преимуществами. Например, в IPv6 существует отдельный тип адресов "anycast address", который позволяет устройству (в терминологии адресации оно называется узлом), подключенному к Интернету, отправлять запрос любой группе серверов. Это дает возможность узлу определить сервер, находящийся к нему ближе других и далее взаимодействовать только с ним.

Кроме того, в новом протоколе был улучшен формат заголовка пакета данных. Ряд его полей, которые существовали в IPv4, не вошли в IPv6, часть из них стала необязательной, а некоторые были усовершенствованы. При этом в заголовке IPv6 появилось несколько новых полей. С их помощью можно задать хосту-отправителю приоритет для своих пакетов, а также обеспечить потоковую обработку, что значительно ускоряет маршрутизацию. В результате оптимизации заголовка число полей сократилось с 14 до 8, что позволяет существенно увеличить скорость обмена данными между устройствами. Стоит отметить, что протокол позволяет при необходимости добавлять в IP-заголовки новые поля.

Еще одна важная особенность IPv6 заключается в том, что в нем реализована возможность шифрования данных и поддерживается сервис качества обслуживания, особенно необходимый для мультимедийных трансляций.

Таким образом, новая технология обладает рядом преимуществ. Поэтому сегодня уже идет подготовительный этап по ее полноценному внедрению. В частности, утверждена политика делегирования новых IP-адресов. Согласно ей, каждый адрес может быть приписан только одному устройству и должен быть зарегистрирован в специальной базе данных. При этом распределение нового адресного пространства должно происходить с максимальным использованием принципов иерархии. Это необходимо для того, чтобы не допустить разрастания таблиц маршрутизации.

Схема делегирования адресов в IPv6 имеет следующий вид: корпорация ICANN, выполняющая IANA функции (к ним относится распределение адресного пространства), передает блок IP-адресов своему региональному представителю (региональной интернет-регистратуре – RIR). Далее адреса распределяются между организациями, представляющими RIR в каждой стране региона. Те в свою очередь передают их интернет-провайдерам, которые, в конечном итоге, делегируют их конечным пользователям.

Организация, являющаяся местным представителем и претендующая на получение блока IP-адресов, должна предоставить региональной интернет-регистратуре двухлетний план по их передаче конечным пользователям, на основании которого ей будет выдана специальная лицензия. Она действительна в течение определенного срока и может быть отобрана вместе с выделенными адресами в случае невыполнения организацией указанного выше плана. При этом местный представитель может получить дополнительные IP-адреса в случае нехватки ранее выданных.

Полноценное внедрение IPv6 – дело недалекого будущего. Правительства многих стран уже осознали необходимость перехода к IPv6. Так, в США уже в конце следующего года будут определены подрядчики для модернизации существующей системы IP-адресов. В Европейском Союзе в настоящее время разрабатываются меры, способствующие скорейшему внедрению нового адресного пространства.

Тенденция по внедрению IPv6 не обошла стороной и Россию. Один из активных участников этого процесса – Российский научно-исследовательский институт развития общественных сетей (РосНИИРОС). В 2003 году он предоставил абонентам опорной научно-образовательной сети RBNet возможность тестирования новой технологии. Для осуществления этого проекта были заключены пиринговые соглашения с сетями GEANT (Стокгольм), Abilene (Internet2) и ASNET. В сети RBNet при переходе к новой версии протокола IP реализована архитектура с двойным стеком IPv4/IPv6 для обеспечения обратной совместимости с доминирующим сейчас в Интернете протоколом IPv4.