Протокол iPv6

Хотя системы адресации CIDR и NAT и могут помочь нынешнему IP продер­жаться еще несколько лет, всем понятно, что дни IPv4 сочтены. Помимо перечис­ленных ранее технических проблем, имеется еще одна, угрожающе вырастающая на горизонте. До недавних пор Интернетом пользовались в основном универси­теты, высокотехнологичные предприятия и правительственные организации (осо­бенно Министерство обороны). С лавинообразным ростом интереса к Интернету, начавшимся в середине 90-х годов, в третьем тысячелетии, скорее всего, им будет пользоваться гораздо большее количество пользователей с принципиально раз­ными требованиями. Во-первых, пользователи портативных компьютеров могут пользоваться Интернетом для доступа к домашним базам данных. Во-вторых, при неминуемом сближении компьютерной промышленности, средств связи и индустрии развлечений, возможно, очень скоро каждый телевизор планеты ста­нет узлом Интернета, что в результате приведет к появлению миллиардов машин, используемых для видео по заказу. В таких обстоятельствах становится очевид­но, что протокол IP должен эволюционировать и стать более гибким.

Предвидя появление этих проблем, проблемная группа проектирования Ин­тернета IETF начала в 1990 году работу над новой версией протокола IP, в кото­рой никогда не должна возникнуть проблема нехватки адресов, а также будут ре­шены многие другие проблемы. Кроме того, новая версия протокола должна была быть более гибкой и эффективной. Были сформулированы следующие ос­новные цели:

Поддержка миллиардов хостов даже при неэффективном использовании ад­ресного пространства.

Уменьшение размера таблиц маршрутизации.

Упрощение протокола для ускорения обработки пакетов маршрутизаторами.

Более надежное обеспечение безопасности (аутентификации и конфиденци­альности), чем в нынешнем варианте IP.

Необходимость обращать больше внимания на тип сервиса, в частности, при передаче данных реального времени.

Упрощение работы многоадресных рассылок с помощью указания областей рассылки.

Возможность изменения положения хоста без необходимости изменять его адрес.

Возможность дальнейшего развития протокола в будущем.

Возможность сосуществования старого и нового протоколов в течение несколь­ких лет.

Чтобы найти протокол, удовлетворяющий всем этим требованиям, IETF из­дал в RFC 1550 приглашение к дискуссиям и предложениям. Был получен два­дцать один ответ. Одно из предложений состояло в использовании вместо IP протокола CLNP, который с его 160-разрядным адресом обеспечивал бы достаточное адресное пространство на веки вечные. Кроме того, это решение объединило бы два ос­новных сетевых протокола. Однако все же сочли, что при подобном выборе при­дется признать, что кое-что в мире OSI было сделано правильно, что было бы политически некорректным в интернет кругах. Протокол CLNP, на самом деле, очень мало отличается от протокола IP. Окончательный выбор был сделан в поль­зу протокола, отличающегося от IP значительно сильнее, нежели CLNP. Еще од­ним аргументом против CLNP была его слабая поддержка типа сервиса, требо­вавшегося для эффективной передачи мультимедиа.

Новому протоколу было дано обозначение IPv6 (про­ про­токол IPv5 уже использовался в качестве экспериментального протокола пото­ков реального времени).

Протокол IPv6 прекрасно справляется с поставленными задачами. Он обла­дает достоинствами протокола IP и лишен некоторых его недостатков (либо они проявляются в меньшей степени), к тому же наделен некоторыми новыми осо­бенностями. В общем случае протокол IPv6 несовместим с протоколом IPv4, но зато совместим со всеми остальными протоколами Интернета, включая TCP, UDP, ICMP, IGMP, OSPF, BGP и DNS, для чего иногда требуются небольшие измене­ния (в основном чтобы работать с более длинными адресами).

Прежде всего, у протокола IPv6 поля адресов длиннее, чем у IPv4. Они име­ют длину 16 байт, что решает основную проблему, поставленную при разработке протокола, — обеспечить практически неограниченный запас интернет адресов.

Второе заметное улучшение протокола IPv6 по сравнению с IPv4 состоит в более простом заголовке пакета. Он состоит всего из 7 полей (вместо 13 у про­токола IPv4). Таким образом, маршрутизаторы могут быстрее обрабатывать па­кеты, что повышает производительность.

Третье усовершенствование заключается в улучшенной поддержке необяза­тельных параметров. Подобное изменение действительно было существенным, так как в новом заголовке требуемые прежде поля стали необязательными. Кро­ме того, изменился способ представления необязательных параметров, что упро­стило для маршрутизаторов пропуск не относящихся к ним параметров и уско­рило обработку пакетов.

В-четвертых, протокол IPv6 демонстрирует большой шаг вперед в области безопасности. У проблемной группы проектирования Интернета IETF была пол­ная папка вырезок из газет с сообщениями о том, как 12-летние мальчишки с по­мощью своего персонального компьютера по Интернету вломились в банк или военную базу. Было ясно, что надо как-то улучшить систему безопасности. Ау­тентификация и конфиденциальность являются ключевыми чертами нового IP-протокола.

Наконец, в новом протоколе было уделено больше внимания типу предостав­ляемых услуг. Для этой цели в заголовке пакета IPv4 было отведено 8-разрядное поле (на практике не используемое), но при ожидаемом росте мультимедийного трафика в будущем требовалось значительно больше разрядов.