Версии tcp/ip
TCP/IP стал официальным протоколом для Интернета в 1983-м и развивался вместе с развитием Интернета. Исторически существовало шесть версий TCP/IP. Здесь мы рассмотрим последние три версии.
Версия 4
Большинство сетей в Интернете в настоящее время использует версию 4. Однако она имеет существенные недостатки. Главный из них — это проблема с адресом Интернета: только 32 бита длины в адресном пространстве, разделенном на различные классы. С быстрым ростом Интернета 32 бит уже не достаточно, чтобы оснастить проектируемое число пользователей. Также и разделение места в различных классах ограничивает в дальнейшем доступные адреса.
Версия 5
Версия 5 была предложением, основанным на модели OSI. Она никогда так и не вышла из рамок предложения из-за обширного уровня изменений и проектируемых расходов.
Версия 6
Набор протоколов сетевого уровня TCP/IP — IPv4 (Internet Protocols, version 4) имеет недостатки, которые делают его неподходящим для быстрого роста. Некоторые из них перечислены ниже.
IPv4 имеет двухуровневую структуру адреса (netid – сетевой идентификатор и hosted – идентификатор хоста), разделенную на пять классов (A, B, C, D и E). Это приводит к неэффективному использованию адресного пространства. Например, организации, которая имеет класс адресов A, предоставляется 16 миллионов адресов из адресного пространства для эксклюзивных пользователей. Если организации это много, то следующая градация — класс B — предоставляет адресное пространство 32000 адресов, а это уже может оказаться мало. Поэтому приходится использовать адресное пространство с избыточным числом адресов. Также миллионы адресов нерационально используются в в классах D и E. Этот метод адресации исчерпал адресное пространство IPv4, и скоро не будет адресов, которые могут быть назначены новым системам для подключения к Интернету. Методы, облегчающие некоторые проблемы адресации, как это показано в предыдущих разделах, осложняют создание новых маршрутов.
Интернет должен обеспечивать аудио- и видеопередачу в реальном масштабе времени. Этот тип передачи требует стратегии минимальных задержек и резервирования ресурсов, не обеспечиваемых проектом IPv4.
Интернет должен обеспечивать шифрование и распознавание данных для некоторых приложений. В настоящее время IPv4 не предоставляет этих услуг.
Для того чтобы преодолеть эти недостатки, IETF разработал новую версию, названную версией 6. Был предложен IPv6 (IPNG — Internet Protocol next generation), который стал стандартом. В IPv6 протоколы Интернета были в значительной степени модифицированы, чтобы приспособиться к росту числа пользователей Интернета. Формат и длина IP-адресов были изменены вместе с форматом пакета.
В этой версии IPv4 (версия 4 IP) становится IPv6 (версия 6 IP), ICMPv4 становится ICMPv6, IGMP (межсетевой протокол управления группами) и ARP объединены в ICMPv6, RARP (протокол определения сетевого адреса по местоположению) удален.
IPv6, также известный как IPng (IP next generation — следующее поколение IP), использует 16-байтовые адреса (128 битов) взамен 4-байтовых адресов (32 бита), применяемых в настоящее время в версии 4. IPv6 может таким образом разместить большее число пользователей. В версии 6 формат пакета был упрощен, и в то же самое время в него внесены изменения, более гибко учитывающие будущее развитие услуг Интернета.
Родственные протоколы, такие как ICMP, были также модифицированы. Другие протоколы на сетевом уровне, такие как ARP, RARP и IGMP, были либо изъяты, либо включены в протокол ICMPv6. Протоколы маршрутизации, такие как RIP и OSPF, были также слегка модифицированы, чтобы приспособиться к этим изменениям.
Новая версия поддерживает идентификацию, целостность данных и конфиденциальность на сетевом уровне. Она разработана, чтобы обрабатывать передачу данных в реальном масштабе времени, – по принципу аудио и видео, и может доставить данные из других протоколов. IPng может также обрабатывать перегрузку и переадресовывать нагрузку лучше, чем IPv4.
Эксперты по связи предсказывают, что IPv6 и связанные с ними протоколы скоро полностью заместят текущие версии IP.
IPv6 имеет преимущества перед IPv4, некоторые из которых приведены ниже.
Большое адресное пространство. IPv6-адрес имеет 128 бит длины. По сравнению с 32-битовым адресом IPv4 это громадное (296) увеличение адресного пространства.
Лучший формат заголовка. IPv6 использует новый формат заголовка, в котором опции отделены от основного заголовка и вставлены, когда это нужно, между основным заголовком и данными более высокого уровня. Это упрощает и ускоряет процесс маршрутизации, потому что большинство опций не нужны для обработки маршрутизатором.
Новые опции. IPv6 имеет новое поле опций, дающее новые функциональные возможности.
Возможности для расширения. IPv6 разработан так, чтобы позволить расширить возможности протоколов, если потребуются новые технологии и применения.
Поддержка для размещения ресурсов. В IPv6 поле "тип услуги" не переменное, но дополнено механизмом (названным таблица потока) для обеспечения возможности источника запросить специальную обработку пакета. Этот механизм может быть использован для поддержки увеличенного или чувствительного к задержкам трафика, такого как аудио и видео, в реальном масштабе времени.
Поддержка большой безопасности. Опции шифрования и опознавания IPv6 обеспечивают конфиденциальность и неприкосновенность пакета.
Пример IP-адреса IPv6.
IP-адрес IPv6, состоит из 16-байт (128 битов).
IP-адрес IPv6 записывается с помощью шестнадцатиричных цифр, каждые 4 шестнадцатиричные цифры (2 байта) разделяются двоеточием. Например:
FEDC:0A98:0:0:0:0:7654:3210
FEDC:A98:0:0:0:0:7654:3210 (незначащий ноль в начале каждого поля адреса может быть опущен)
FEDC:0A98::7654:3210 (последовательность нулей может быть сокращена, но только один раз)
Для сетей, поддерживающих обе версии протокола (IPv4, IPv6), разрешается использовать для младших 4 байт традиционную для IPv4 десятичную запись:
0:0:0:0:FFFF:129.144.52.38 или ::FFFF:129.144.52.38