Говорят, что мы все делаем через задницу… 
Да нет… мы просто в ней живем. 
Спасибо, что хоть большая - не тесно…

В комнате было мертвецки тихо, мягко прогорала последние вольты лампа. Послышался приглушенный треск – наверно, снова какой-нибудь глупый таракан залез на горячую конфорку – запахло жаренным. Вкусно пахнет подумал я – надо бы перекусить. В холодильнике было пусто и холодно – можно шары катать, как в бильярде – мне представилась эта картина – холодное пиво, приветливые девушки и стол – просто зелёный стол. Да, надо бы вспомнить старую привычку – подумал я, схватив остатки какого-то сока. Грянул гром:

«Организация ICANN, управляющая доменным пространством интернета, объявила о начале перевода корневых DNS-серверов на протокол IPv6. Его использование позволит существенно увеличить количество IP-адресов…» 

Опять этот терминальный клиент, встроенный в холодильник, барахлит – надо бы им заняться – наверно что-то с Wi-Fi антенной.

Бредисловие

IPv6 - расшифровывается как IP версии 6 – то есть это новый, модернизированный протокол IP. Это новый король, который способен заменить ныне здравствующий IP версии 4 – про его структуру смотрите в любой книжке по TCP/IP, например в
Illustrated
TCP/IP
. Почему 6 версии, а не пятой? Ну, по легенде пятою версию начали разрабатывать ещё до 6, но она так и
осталась в экспериментальной стадии – там же
осталась бы и 6 версия, если бы не новость, обрушившаяся на наши головы 22 июля – теперь этот протокол реальность. Итак, что же он нам готовит – пробежимся по новым возможностям, но сначала немножко истории
:).

Летописи времён

В далёком 1992 году группа IT-специалистов, собравшихся на конференции по развитию Интернета,
выступила с инициативой на разработку протокола следующего поколения. Группа эта называлась – «Тематическая группа по технологии Интернет (IETF)» - не знаю, что им не сиделось в далёком 92 на месте, так как тогда нынешними проблемами и не пахло. Протокол IP версии 4 предполагалось использовать во внутренних сетях США – в университетах, однако стандарт быстро (всего за 20 лет
:)) приобрёл популярность и уже тогда с теми темпами роста Интернета специалисты стали задумываться о нехватки IP адресов. К 1995 году уже были разработаны первые стандарты, найти которые вы можете в приложении к статье, но позже их немножко изменили,
с 1998 до нынешнего состояния. Примерно в это время пошли разговоры о продвижении этого проекта в недра популярных операционных систем – Windows и Linux. Сказано-сделано и Linux поддерживает новый стандарт с ветки 2.2, ну а Win, как всегда посопротивлявшись,
встроила тестовый пакет для работы в XP и дальнейшие ветки своих операционок.

Новые возможности

Возможность номер уно – расширенное адресное пространство.
Одно из основных преимуществ нового стандарта – это адресация. Теперь под адрес в пакете будет выделяться 128 бит, что позволит существенно расширить адресное пространство. Так, если взять песчинку и померить её в диаметре и принять за всё адресное пространство IPv4, то адресное пространство IPv6 можно представить как песчинку с диаметром в расстоянии от того места, где я нахожусь до марса. Зачем такое количество адресов и кто в них заинтересован? Ну, прежде всего такое количество адресного пространство нужно для электронных и бытовых устройств когда они пойдут в сеть – а это случиться очень скоро, по заявлениям ведущих IT-компаний. Недалёк тот день господа, когда я смогу наполнить свой холодильник даже не пошевелив ногой в сторону рынка – чему я безмерно рад
:). Уже сейчас есть заинтересованные страны в этом новом протоколе – Китай, Япония и Индия. В недалёком будущем по прогнозам наших специалистов в этот альянс вступит Россия.

Отличительной особенностью новой адресации является то, что IP адрес идентифицирует не компьютер, а интерфейс, то есть один компьютер сможет иметь столько адресов, сколько ему взбредёт в голову. Это шаг позволит, например, работать эффективно мобильным устройствам – помимо постоянного IP-адреса они будут иметь ещё один, показывающий их место положение. Все IP адреса нового стандарта делятся на 3 группы:
1. unicast – означает адрес в привычном смысле значения. Данные адреса определяют в точности один интерфейс в сфере его деятельности, то есть для обмена информации типа точка-точка.
2. multicast – определяет адреса группы интерфейсов и предназначена для групповой рассылки информации. Пакет данных, посланный по такому адресу должен быть направлен каждому интерфейсу, который принадлежит этой группе.
3. anycast – тоже группа интерфейсов, однако доставляет на ближайший интерфейс из группы.
Сам адрес нового стандарта представляет из себя разделенный на 8 групп 16-битовые числа, записанные в шеснадцатиричной форме системы счисления, например 0123:4567:89AB:CDEF:0123:4567:89AB:CDEF. Если в адресе встречаются нулевые блоки, типа 0123:4567:89AB:CDEF:0000:4567:89AB:CDEF, то можно записать в виде 0123:4567:89AB:CDEF::4567:89AB:CDEF, опустив нули.

Для того, чтобы хоть как-то разгрузить маршрутизаторы новый адрес содержит не только информацию о том куда доставить, но и содержит достаточную информацию для определения маршрута доставки пакета. Это достигается путём жесткой зависимости между всеми уровнями организаций-поставщиков услуг и их клиентами. То есть иметься чёткая договоренность - кто чего берёт из общего котла. Вот, что из этого получилось или формат адреса:

Первый компонент адреса – это фиксированное значение 001 – служит для объявления о том, что мы имеем дело с адресом нового стандарта («aggregatable global unicast addresses»). Второй компонент называется Агрегат данных высшего уровня (TLA – Top Level Aggregator) – присваивается ограниченному числу поставщиков услуг, которые заведуют всеми более низкими адресами. Третий компонент NLA – Next Level Aggregator – основные адреса, которые распределяться между поставщиками услуг местного уровня. Четвертый компонент SLA – Site Local Aggregator – предназначен для назначения рабочей станции. Ну и последнее поле нужно для определения интерфейса пользователя.

При любом изменении адреса неизменными остаются поля SLA и Interface ID – что обеспечит глобально-уникальное именование. Вспомните пример с мобильным устройством, поля SLA и Interface ID неизменны, а все остальные меняются в зависимости от территориального положения устройства.

Возможность номер 2 – усовершенствование маршрутизации. 
Для всё тех же грязных помыслов о увеличении производительности маршрутизаторов был придуман новый формат заголовков пакетов: 

Заголовок пакета IPv6 состоит из 64-битового поля со служебной информацией и двух 128-битовых полей с адресами отправки и получения, всего весь заголовок весит 40 байт против 20 байт у старого стандарта.
Единственным общем полем старого и нового стандарта является поле Version имеющий значение 86DD, а у старого стандарта 8000. Как вы могли заметить, отсутствует поле контрольной суммы, что даёт прирост в производительности у наших любимых маршрутизаторов – зачем считать одно и тоже несколько раз, когда надёжность в полном объёме обеспечивает протокол TCP. Поле Payload Length полностью эквивалентны полям пакета IPv4 IHL и Total Length. Поля Class и Flow Label управляют доставкой информации и замещают поле Type of Service пакета IPv4. Hop Limit – это есть ничто иное как результат развития TTL – время жизни, но только не в секундах, а в промежуточных узлах. Ну а поле Next Header сообщает о том, какой следующий заголовок после IP заголовка. Следующим заголовком может быть заголовок маршрутизации или опциональный заголовок или даже любой заголовок вашего стандарта, который может не обрабатываться маршрутизатором вовсе. Эти нововведения позволили окончательно отказаться от каких-либо опций в самом заголовке IP-пакета – знай себе только указывай какой следующий заголовок.

Пару слов о фрагментации – в старом стандарте фрагментация могла производиться на любом этапе посылке пакета, даже на самом маршрутизаторе. Теперь же фрагментирует только отправитель и никто больше.
Таким образом, между заголовком IPv6 и полезными данными может быть сколько угодно опциональных заголовков, которые не будут обрабатываться маршрутизатором. За более подробной информацией топайте в RFC – смотрите приложение к статье.

Вывод

Новый стандарт, безусловно, заслуживает пристального внимания – это наше будущее и всякие нехорошие дяденьки типа Билл Гейтса с заявлениями, что IPv6 – есть эксперимент и не более – нас не остановят. Мы верим, этот стандарт прейдет, а пока он топает семимильными шагами, предлагаю присоединиться к огромному сообществу IPv6.

Да, вот и само приложение к статье: ipv6arc.rar

Там ты найдешь все RFC и статью Латиф Ладид (президент Форума IPv6 и вице-президент компании Ericsson Telebit) о IPv6.

Links.

http://www.microsoft.com/windowsserver2003/technologies/ipv6/ – IPv6 в Win системах
http://www.x.org/IPV6_Review.html
- IPv6 в X-Window 
http://www.ing-ipv6.ru/ -
прошедший саммит IPv6 в России
http://www.ipv6.ru/
- российский IPv6 форум

Автор: Burger_cdr aka Дворецкий Дмитрий (networkscafee@tut.by)
Сайт: http://www.cdswom.net/

Check Also

Компьютинг без серверов. Технологии, изменяющие менталитет

С развитием облачных сервисов вычисления становятся все более похожи на коммунальную услуг…

Оставить мнение